3. Полосовой магнит подвесили к пружине и заставили колебаться. При
этом свободным концом он входит и выходит в катушку индуктивности, клеммы которой присоединены к осциллографу (рис. 35.10).
Что означает картина, наблюдаемая на экране осциллографа?
(Осциллограф - это прибор, позволяющий наблюдать колебательные
процессы).
Маятник Максвелла представляет собой диск, неподвижно закрепленный на тонком стержне. На концах стержня симметрично относительно диска закреплены нити, с которых маятник подвешен к штативу. При вращении маятника нити могут наматываться на стержень или сматываться с него, обеспечивая тем самым перемещение маятника вверх - вниз. Если, намотав нити на ось, поднять маятник на некоторую высоту и отпустить его, то он начнет опускаться под действием силы тяжести, приобретая одновременно и вращательное движение. В нижней точке, когда маятник опустится на полную длину нитей, поступательное движение вниз прекратится. Нити станут наматываться на вращающийся по инерции стержень, а маятник начнет подниматься вверх, постепенно замедляя свое вращение. После достижения наивысшей точки цикл колебательного движения возобновится.
Если mg — сила тяготения; T — сила натяжения одной нити; R — радиус стержня; J — момент инерции маятника; тогда уравнение для поступательного движения можно записать так:
mg − 2T = ma,
где a — ускорение центра масс. Уравнение для вращательного движения при этом будет иметь вид:
M = mR(g − a) = 2TR=J ε,
где ε – угловое ускорение.
Маятник движется с постоянным ускорением. Если h – расстояние, пройденное за время t, при равноускоренном движении с нулевой начальной скоростью, то момент инерции можно найти по формуле:
J=mR2((gt2)/(2h)-1)
3 mgR = (m v²)/2 + 2 mgR,
mgR = (m v²)/2,
v² = 2 gR.
• запишем уравнение динамики для шарика в верхней точке мертвой петли
N + mg = ma,
N = m (a - g),
N = m ((2gR)/R - g),
N = mg = 1 H
○ так как сила нормальной реакции опоры равна по 3 закону Ньютона силе нормального давления (весу), то N = P = 1 H