Теоретические основы работы. Установка, называемая маятником Обербека, предназначена для изучения вращательного движения тела или системы тел

Установка, называемая маятником Обербека, предназначена для изучения вращательного движения тела или системы тел, находящихся на стержнях (рис. 9.1).

Маятник Обербека (рис.9.1) представляет собой цилиндрическую муфту с ввинченными в нее четырьмя жесткими стержнями. На стержнях закреплены грузы массой m каждый. Изменяя положение грузов на стержне, можно менять момент инерции системы. С муфтой жестко соединены два шкива, на которые может быть намотана нить с привязанным к ней грузом m₁. При движении груза m₁ нить разматывается и маятник Обербека вращается с постоянным ускорением.

Движение груза m₁ с высоты h можно описать уравнением второго закона Ньютона, вращательное движение маятника Обербека можно описать с помощью основного уравнения динамики вращательного движения. В проекции на ось 0z, перпендикулярную чертежу, основное уравнение динамики вращательного движения имеет вид

Здесь I_z- момент инерции маятника Обербека относительно оси 0^'z, e_z - угловое ускорение в проекции ни ось 0^’z, - алгебраическая сумма моментов сил, действующих на маятник в проекции на ось 0^’z. В дальнейших выкладках индекс z опускаем.

Определение момента инерции грузов, находящихся на стержнях