Физический маятник

Выразить период колебания физического маятника
Автор
Сообщение
Aleks-Ensider
#20603 2014-12-21 22:06 GMT

К стальному стержню массой m и длинной l припаян стальной шар массой M и радиусом R.В середине стержня делают отверстие и начинают качать за это отверстие получившийся маятник.Определить период колебания T данного маятника.

Count_May
#20604 2014-12-22 00:08 GMT

Ну и что вам не понятно? задача 1-го курса.

Aleks-Ensider
#20607 2014-12-22 10:29 GMT

Если бы не было проблемы я бы не спрашивал как решить её.Мне не понятно для чего дан R(радиус).?

iskander
#20609 2014-12-22 10:46 GMT

Период колебаний физического маятника

\(T=2\pi\sqrt{\frac{J}{mgd}}\),

где \(J\) - момент инерции маятника относительно оси качаний, \(d\) - расстояние от оси его до центра тяжести.

Радиус шара нужен для нахождения момента его инерции

Aleks-Ensider
#20611 2014-12-22 11:31 GMT

А то что отверстие делают в стержне и качают уже непосредственно через него.Меняет ли это что-то?

Добавлено спустя 11 минут

Я знаю что момент инерции \(J=m*l^2/12\) для оси проходящей через центр и \(J=2m*R^2/5\) для шара.Но как их совместить?


отредактировал(а) Aleks-Ensider: 2014-12-22 11:43 GMT
iskander
#20612 2014-12-22 11:42 GMT

Стержень сам по себе уже физический маятник и момент инерции надо посчитать для всей конструкции и найти ее общий центр тяжести

Aleks-Ensider
#20613 2014-12-22 11:47 GMT

А как его подсчитать..Сложить формулы которые я написал выше.Для шара и для стержня.Или по другому..Просто я не так хорошо разбираюсь в физике.

iskander
#20615 2014-12-22 12:11 GMT

Моменты инерции складываешь, но надо найти центр масс системы, чтобы найти \(d\)

во второй формуле надо вместо \(m\) поставить \(M\)

Aleks-Ensider
#20618 2014-12-22 12:28 GMT

А вот с этим беда ..я понятия не имею как найти центр масс .

iskander
#20619 2014-12-22 12:39 GMT

Момент инерции надо посчитать общий:

стержень: \(J_1=\frac{ml^2}{12}\)

шар по теореме Штейнера: \(J_2=J_0+Ma^2=\frac{2MR^2}{5}+M(\frac{l}{2}+R)^2\)

Цент тяжести системы отстоит от точки подвеса на расстоянии \(d\), это расстояние найдем из условия равенства моментов сил

\(md=M(\frac{l}{2}+R-d)\)

находишь \(d\) складываешь моменты инерции и все в исходную формулу

Aleks-Ensider
#20620 2014-12-22 12:40 GMT

Можете помочь выразить центр масс этой системы ?,Просто я реально её не смогу выразить.

Добавлено спустя 1 минута

Спасибо огромное..


отредактировал(а) Aleks-Ensider: 2014-12-22 12:41 GMT