Задача по физике. Физический маятник, состоящий из стержня, длина которого 60 см, масса 0.5 кг и диска
радиусом 3 см и массой 0.6 кг, подвешенного на конце стержня, совершает незатухающие
колебания. Определить период колебаний этого маятника.

18 Апр 2021 в 19:55
242 +1
1
Ответы
1

Для определения периода колебаний физического маятника воспользуемся формулой для периода математического маятника:

T = 2π√(l/g),

где T - период колебаний, l - длина маятника, g - ускорение свободного падения.

Учитывая, что диск находится на конце стержня, объединим их массы и будем считать их как одно твердое тело. Масса твердого тела:

m = 0.5 кг + 0.6 кг = 1.1 кг.

Также учитываем, что радиус диска равен 3 см = 0.03 м.

Теперь найдем центр масс маятника. Центр масс диска находится в его центре, то есть на расстоянии r/2 = 0.03 м/2 = 0.015 м от оси вращения (точки подвеса). Центр масс стержня находится в его середине, то есть на расстоянии l/2 = 60 см/2 = 0.3 м от точки подвеса.

Общий момент инерции маятника относительно точки подвеса:

I = I_стержня + I_диск = (ml^2)/3 + m(r^2 + (l/2)^2),

где I_стержня - момент инерции стержня относительно точки подвеса, I_диск - момент инерции диска относительно точки подвеса.

Подставляя значения и решая уравнение, найдем момент инерции:

I = (1.10.3^2)/3 + 1.1(0.03^2 + 0.3^2) = 0.0555 + 0.147 = 0.2025 кг*м^2.

Теперь можем найти период колебаний:

T = 2π√(l/g) = 2π√(0.6/9.81) ≈ 1.553 сек.

Итак, период колебаний физического маятника составляет примерно 1.553 секунды.

17 Апр 2024 в 18:56
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир