В данной работе применяется маятник, состоящий из металлического стержня, на котором укреплены опорные призмы O1 и О2, служащие для подвешивания маятника, и двух массивных грузов Р1 и Р2, которые можно передвигать вдоль стержня (рис. 5).
Для наблюдения за колебаниями маятника его подвешивают на металлической подставке, укрепленной на кронштейне так, чтобы его ось опоры совпадала с ребром одной из призм (допустим, с ребром O1). Определяют период колебаний маятника относительно этой оси.
Согласно формуле:
,
где I 1 – момент инерции маятника относительно оси, совпадающей с ребром призмы O1; a 1 – расстояние от оси вращения до центра тяжести с маятника.
Затем маятник подвешивают за призму O2 и определяют период колебаний относительно оси, совпадающей с ребром призмы O2:
.
Т.к. оси колебаний маятника (тт. О1 и О2) не совпадают с центром его инерции т. С, то момент инерции маятника относительно этих осей определяем по теореме Штейнера3: I 1 = I 0 + m , I 2 = I 0 + m ,
где I 0 – момент инерции маятника относительно оси, проходящей через его центр тяжести т. С.
Поэтому T 1 и Т 2 соответственно равны:
; (5)
; (6)
Возводя оба полученных уравнения в квадрат и вычитая квадрат выражения (6) из квадрата выражения (5), исключив из уравнений значение Io, после преобразований получим:
, (7)
где l = a 1 + a 2 – расстояние между ребрами призм O1 и O2.