Сила упругости В законе Ньютона сила есть физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое и сообщающая последнему ускорение. Сила может также приводить к изменению формы и объема тела. В этом случае происходит деформация тела. Что происходит в действительности при приложении силы - ускорение тела или его деформация - определяется самими свойствами тела. Более того, свойства тела определяют и характер деформации, которая может быть упругой и неупругой.Физический маятник
Физическим маятником называют твердое тело, способное осуществлять колебания вокруг неподвижной горизонтальной оси, которая не проходит через центр масс этого тела. В положении равновесия физического маятника его центр масс находится на вертикали с точкой подвеса, но ниже от нее. При отклонении маятника от положении равновесия на угол
возникает вращательный момент
силы тяжести, плечо которой
(11.42)
(где
- расстояние между точками подвеса
и центром масс
), и он пытается повернуть маятник в положение равновесия. Если действием моментов сил трения пренебречь, то из основного уравнения динамики вращательного движения получим уравнение движения физического маятника:
(11.43)
где
- момент инерции тела относительно горизонтальной оси, которая проходит через точку подвеса
(в данном случае ось перпендикулярна к плоскости колебаний маятника);
- масса маятника; знак «минус» указывает на то, что возвращающий момент пытается повернуть маятник к положению равновесия, а угол отклонения
от положения равновесия отчисляется в противоположном направлении. Для малых углов отклонения
и предыдущее уравнение приобретает вид
(11.44)
или
. (11.45)
Подставив в
единицы измерений
и
, получим, что размерность этого выражения равняется размерности частоты в квадрате. Поэтому можно сделать такое обозначение
(11.46)
и записать следующий вид для периода колебаний физического маятника
. (11.47)
Сравнивая выражения для периода колебаний математического и физического маятников, получим, что величина
измеряется в единицах длины, то есть
. (11.48)
| Математический маятник |