Описание экспериментальной установки маятник Обербека

Экспериментальная установка содержит узел «маятник Обербека» и предназначена для изучения законов вращательного движения тел (рис. 8).

Рис.8.

Экспериментальная установка определения момента инерции тел маятником Обербека

«Маятник Обербека» состоит из крестовины и двух шкивов раз­личного радиуса, укрепленных на одной горизонтальной оси. На шки­вы можно наматывать нить с грузом. Груз массой m, падая с высоты h, разматывает нить и приводит маятник во вращение.

Конструкция прибора позволяет изменять момент внешних сил и момент инерции системы I. Мо­мент внешних сил изменяется с изменением массы подвешенного к нити груза или при перенесе­нии нити с одного шкива на другой. Момент инерции можно изменять, перемещая грузы m₀,по стержням крестовины.

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 9. Основными ее элементами являются: диск 1, шкив 2 и груз 3. Груз подвешен на нити, намотанной на шкив. Диск вместе со шкивом смонтированы на едином соосным с ними валу 4. Вал крепится в подшипниках 5. Для регистрации местоположения груза в установке предусмотрена вертикально расположенная линейка 6. Все элементы установки смонтированы на массивной металлической опоре.

Рис. 9.

Схема экспериментальной установки: 1 - диск 1; 2 – шкив; 3 – груз; 4 – вал; 5 – подшипники; 6 – линейка.

Диск 1 представляет собой единую конструкцию в виде фигуры вращения. Диск для удобства расчета его момента инерции условно можно разделить на два отдельных элемента: тонкий диск (рис.3) и кольцо (рис.4):

а) б)

Рис. 10.

Принципиальная схема диска: а - тонкий диск массой ; б - кольцо массой

Напоминаем, что моменты инерции этих тел не зависят от их толщины.