32753

Физические и математические маятники

Доклад

Физика

9 Как видим период колебаний математического маятника зависит от его длины и ускорения силы тяжести и не зависит от амплитуды колебаний. В отличие от математического маятника массу такого тела нельзя считать точечной. Будем считать что вес физического маятника приложен к его центру тяжести в точке С. С учетом всех величин входящих в исходное дифференциальное уравнение колебаний физического маятника имеет вид: 7.

Русский

2013-09-05

57 KB

14 чел.

28.Физические и математические маятники.

Математический маятник.

Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на нерастяжимой невесомой нити, совершающая колебательное движение в одной вертикальной плоскости под действием силы тяжести.

Таким маятником можно считать тяжелый шар массой m, подвешенный на тонкой нити, длина l которой намного больше размеров шара. Если его отклонить на угол α (рис.7.3.) от вертикальной линии, то под влиянием силы F – одной из составляющих веса Р он будет совершать колебания. Другая составляющая , направленная вдоль нити, не учитывается, т.к. уравновешивается силой натяжения нити. При малых углах смещения и, тогда координату х можно отсчитывать по горизонтальному направлению. Из рис.7.3 видно, что составляющая веса, перпендикулярная нити, равна

Знак минус в правой части означает то, что сила F направлена в сторону уменьшения угла α. С учетом малости угла α

Для вывода закона движения математического и физического маятников используем основное уравнение динамики вращательного движения

Момент силы относительно точки О: , и момент инерции:
M = FL .
Момент инерции
J в данном случае
Угловое ускорение:

С учетом этих величин имеем:

или

(7.8)

Его решение
,

где и

(7.9)

Как видим, период колебаний математического маятника зависит от его длины и ускорения силы тяжести и не зависит от амплитуды колебаний.

Физический маятник.

Физическим маятником называется твердое тело, закрепленное на неподвижной горизонтальной ocи (оси подвеса), не проходящей через центр тяжести, и совершающее колебания относительно этой оси под действием силы тяжести. В отличие от математического маятника массу такого тела нельзя считать точечной.

При небольших углах отклонения α (рис. 7.4) физический маятник так же совершает гармонические колебания. Будем считать, что вес физического маятника приложен к его центру тяжести в точке С. Силой, которая возвращает маятник в положение равновесия, в данном случае будет составляющая силы тяжести – сила F.

Знак минус в правой части означает то, что сила F направлена в сторону уменьшения угла α. С учетом малости угла α

Для вывода закона движения математического и физического маятников используем основное уравнение динамики вращательного движения

. Момент силы: определить в явном виде нельзя. С учетом всех величин, входящих в исходное дифференциальное уравнение колебаний физического маятника имеет вид:

(7.10)

(7.11)

Решение этого уравнения

Определим длину l математического маятника, при которой период его колебаний равен периоду колебаний физического маятника, т.е. или

.
Из этого соотношения определяем

Данная формула определяет приведенную длину физического маятника, т.е. длину такого математического маятника, период колебаний которого равен периоду колебаний данного физического маятника.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30592. Отражение в творчетстве журналиста 13.92 KB
  Отражение в творчетстве журналиста. На уровне организма отражение первично проявляется в раздражимости как возникающей под воздействием внешних и внутренних стимулов способности живой материи отвечать на воздействие избирательной реакцией соответствующей особенностям источника. Такое отражение в процессе развития преобразуется в чувствительность как способность иметь ощущения – первичные психические образы среды. Отражение служит предпосылкой развития более сложных форм.
30593. Эмоциональная и реальное в журналистике 14.05 KB
  Эмоции – психическое отражение в форме непосредственного пристрастного переживания жизненного смысла явлений и ситуаций обусловленного отношением их объективных свойств к потребностям субъекта.Простейшая форма эмоции т. Эмоции в творчестве выражают оценки явлениям событиям. Трудно представить себе репортаж без эмоции.
30594. Проявление эстетической активности в безобразном и трагическом 14 KB
  Но само изображение жука привлекает нас силой эстетического воздействия. Художественное изображение привлекает внимание именно как эстетически организованное изображение.Проявления комического безобразного трагического в реальной действительности лишь тогда становятся эстетическими реальностями когда они переходя в художественное изображение приобретают тем самым эстетическую организованность и начинают действовать уже не только как бытовые проявления комического безобразного и трагического но и художественного т.
30595. Проявление эстетической активности и релейная функция художественных средств 52 KB
  Еще Аристотель писал о том что явление ктр в действительности вызывает в нас отвращение будучи художественно изображенным привлекает нас но в то же время сам по себе объект изображения не делается от этого менее отвратительным Так рисунок жука большого неуклюжего Дюрера производит отталкивающее впечатление. ОТ ФАКТА К ДОКУМЕНТАЛЬНОМУ ОБРАЗУ В ХУДОЖЕСТВЕННОПУБЛИЦИСТИЧЕСКИХ ЖАНРАХ обозрение очерк фельетон памфлет Этой группе публицистики свойственны образность типизация насыщенность литературнохудожественными изобразительными...
30596. Информация сигнала и природа красоты 34 KB
  Информация сигнала и природа красоты Сигнал его природа и действенность Сигнал это импульс приводящий в действие те или иные системы. Сигнальная активность красоты В природе и взаимодействии живых существ сигнальноорганизующие действия имеют большое значение. творить по законам красоты. Бескорыстность красоты Смысл действия красоты не в том что мы чето имеем с нее а в том что образ красивого объекта проникает в структуру чувств и организует их.
30597. Журналистское творчество в наши дни 19.53 KB
  Журналистское творчество в наши дни. Творчество в журналистике имеет личностный аспект и предполагает наличие способностей благодаря которым создается текст отличающийся новизной оригинальностью уникальностью.Журналистское творчество существует в ряду других видов творчества.Жизнь есть творчество а потому и история есть творчество.
30598. Ремесло, мастерство и тв-во в ж-ке 39.5 KB
  Функции этой среды: критическая оценка предлагаемых или используемых журналистом способов и приемов деятельности селективная отбор приемов и способов деятельности жта для последующего закрепления в коллективной памяти программирующая определение возможных способов и путей деятельности жта в реальной ситуации Ремесло по главе книги Яна Парандовского Алхимия слова Тайны ремесла: по мнению автора единственная настоящая школа обучения молодых писателей – поэтики Аристотель Буало а также стилистики и школы риторики у...
30599. Ремесло, мастерство, творчество в журналистике 19.08 KB
  Твво – СМ вопрос7Ремесло по главе книги Яна Парандовского Алхимия слова Тайны ремесла: по мнению автора единственная настоящая школа обучения молодых писателей – поэтики Аристотель Буало а также стилистики и школы риторики у древних. Главная задача в воспитании писателя – овладение наукой о слове познание и осмысление языка на котором он призван творить: знание о языке его богатствах законах знание поэтических тропов и фигур анализ силы воздействия стилистических приемовМЕТАФОРА – выручает словотворчество без нее происходило...
30600. Особенности журналистского труда 18.25 KB
  Комплексный характер труда журналистаВ труде журналиста различаются несколько видов деятельности. Публицистическая деятельность умение писать – один из основных критериев профессионального мастерства журналиста и всего лишь один из компонентов его труда. Редактирование материалов для очередного номера газеты или журнала занимает основную часть рабочего времени журналиста.Важное значение имеет и организаторская деятельность журналиста.