Выполнение работы. Закручиваем нити маятника на ось и поднимаем его на высоту “h”

Закручиваем нити маятника на ось и поднимаем его на высоту “h”. Тогда маятник будет иметь потенциальную энергию

E_n = m g ₀ h. (1)

Опустив маятник будем наблюдать превращение потенциальной энергии маятника в кинетическую энергию вращательного движения

E_вр = I ω² / 2 (2)

и в кинетическую энергию поступательного движения

E_пос = mυ² / 2, (3)

если трением пренебречь, то на основе закона сохранения и превращения энергии можно считать

m g h = I ω² / 2 + m υ² / 2. (4)

Беря производную от (4) по времени, имеем:

mg = + , (5)

а т.к. = υ; ω = ; = ,

то имеем

m g υ= m υ a + , (6)

откуда находим

I a = m g r² – m a r² (7)

или

I = m r² ,

так как h = , то a =

и тогда получаем рабочую формулу: I = m r²

υ = a t =

Данные заносим в таблицу:

№	h	t	m	r	υ	a	I	ΔI	ΔI/I*100%	Iист=Iср ΔIср
Сред.знач.

Задачи

1. Какой вид имеет период колебаний пружинного маятника?

Ответы:

.

2. Какой вид имеет период колебаний математического маятника?

Ответы:

.

3. Длину математического маятника увеличили в 4 раза. Как изменился период колебаний?

Ответы: 1)остался без изменения; 2) увеличился в 4 раза; 3) увеличился в 2 раза; 4) уменьшился в 4 раза.

4. Масса тонкого кольца увеличилась в 2 раза. Во сколько раз изменился момент инерции кольца относительно оси, проходящей через центр масс перпендикулярно плоскости кольца?

Ответы:1)не изменился; 2) уменьшился в 2 раза; 3) увеличился в 2 раза; 4) увеличился в 4 раза.

5. Масса диска увеличилась в 2 раза и в 2 раза увеличился радиус диска. Во сколько раз изменился момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс, перпендикулярно плоскости диска?

Ответы: 1) не изменился; 2) увеличился в 2 раза; 3) увеличился в 4 раза; 4) увеличился в 8 раз; 5) увеличился в 16 раз.