Описание установки. Крестообразный маятник (см

Крестообразный маятник (см. рис. 3.2.) представляет собой диск –1 с укрепленными на нем под углом 90⁰ друг к другу четырьмя длинными стержнями –2, по которым могут перемещаться грузы –3 массой m₀ каждый. На блок –1 может накручиваться нить –4, к свободному концу которой крепится груз –5 массой m.

Рис. 3.2.

Вследствии натяжения нити под действием силы тяжести подвешенного груза мятник приходит в движение, т.е. сила натяжения нити будет силой вращающей маятник, а плечом этой силы будет радиус диска. Движение груза будет прямолинейным равноускоренным с ускорением а, которое можно определить по уравнению равноускоренного поступательного движения без начальной скорости:

здесь h – высота падения груза,

а – ускорение, с которым движется груз,

t – время движения груза вниз.

Отсюда

(3.1.)

Угловое ускорение связано с линейным соотношением:

,

из которого:

(3.2.)

Сила натяжения нити может быть найдена из уравнения движения груза:

или

здесь g – ускорение свободного падения (g=9, 8 м/с²).

Момент вращающей силы выразится уравнением:

(3.3.)

здесь r – радиус диска, на который намотана нить (см. рис. 3.2.)

Подставив в уравнение (3.3.) значение а из уравнения (3.1.) получим:

(3.4.)