Az inga Maxwell - automatizált online rendszer kialakulásának adatbázisok és reproduktív
Maxwell inga egy korong. rögzítetten van az egy vékony rúd (1. ábra). A végén a rúd van rögzítve lemezre szimmetrikusan az izzószál. amellyel az inga van felfüggesztve egy állvány. Forgása során az inga fonalak lehetnek tekercselve egy rúd illetve le, ezáltal egy inga mozgását felfelé - lefelé. Ha a téma tekerőtengely. emelni az inga egy bizonyos magasságot, majd engedje el, hogy indul a gravitáció hatására esik. megszerzése egyúttal és a rotációs mozgás. A legalacsonyabb ponton, amikor az inga esik teljes hossza a szálak, a progresszív lefelé irányuló mozgás leáll. A menet lesz feltekerve egy rúd forgó tehetetlenség, és az inga elkezd felmászni, fokozatosan lassuló forgása. Miután a legmagasabb pontja a rezgőmozgás a ciklus folytatódik.
Ha mg - a gravitációs erő; T - a feszültséget egy szál; R - sugara a rúd; J - tehetetlenségi nyomatéka az inga; akkor az egyenlet a transzlációs mozgása a következőképpen írható fel:
ahol egy - uskorenietsentra tömeg. Az egyenlet a forgómozgást ebben az esetben a következő lesz:
ahol ε - szöggyorsulással.
Az inga állandó gyorsulás. Ha h - megtett távolság idő alatt t, egy egyenletesen gyorsuló mozgás egy nulla kezdeti sebessége, a tehetetlenségi nyomaték megtalálható a következő képlettel:
Maxwell inga szánt demonstrációs kísérletek a tanulmány a „Mechanika” természetesen a fizikában.
Az inga bemutatására használatos több átmeneti energia potenciális mozgási energiává, és fordítva, valamint annak bizonyítására, hogy létezik a tehetetlenség forgó lemez. Először is, ez annak köszönhető, hogy az egyszerűség a végrehajtás és láthatóságának Maxwell inga. Ezt alkalmazzák előadásokat, vagy a fizikai műhelyben. Mindenki biztos lehet benne, hogy az utat az inga pontok vannak elrendezve párhuzamos síkokban - teljes összhangban a meghatározása „sík mozgás.” Továbbá, a példa a Maxwell-inga kényelmes alkalmazásának illusztrálására a tétel a mozgás a tömegközéppontja.
Az inga csiszolt fémből lemez 125 mm átmérőjű és 10 mm vastag, szilárdan egy acél tengelyre 10 mm átmérőjű és 150 mm hosszúságú, a parttól 10 mm-re mindkét végén a fúrt lyuk a izzószál tengelyét. A lemez fel van függesztve egy vékony, folytonos elemi szál (alkalmazott készülék) a különleges rack. Rack formák egy lapos, szilárd pad méretek 285h95h15 mm hozzá rögzített függőleges rudak 415 mm long és 10 mm átmérőjű. A felső végén a rúd speciális gumi tengelykapcsolók összekötő keresztirányú fém rudat. Ez rúd is két átmenő lyukak, amelyeken keresztül halad folyamatos szálas, amelyek végei rögzítve az inga. A folytonosság a menet biztosítja a telepítési az inga tengelye vízszintes helyzetben. A telepítés után az inga tengelye vízszintes, a szál van rögzítve behelyezésével a mérkőzések a keresztirányú furat. Ez az intézkedés nem teszi lehetővé az inga „csavarja” a függőleges síkban és tartsa be a megadott mozgás pályáját.
Vegyük az egyik módszer meghatározására tehetetlenségi nyomaték például Maxwell inga. Az egyenlet a mozgás az inga. 1. ábra mutatja a ható erők az inga. Ahhoz, hogy írják le a mozgás a inga kényelmesebb a referencia rendszer kapcsolódó tömegközépponti és az inga. A tömegközéppontja az inga csökkentjük a lineáris gyorsulást a. Az egyenlet a mozgás az inga tömegének
ahol T - a keletkező feszültség erő mindkét szál, m - tömege az inga.
Továbbá, az inga végez forgómozgást egy vízszintes tengely körül áthaladó a tömegközéppontja alatt az erő megfeszítése a szálak. M = R0 T, ahol M - nyomaték T. R0 - kar Ennek az erőnek (sugara a tengely).
A alapegyenletének forgómozgást
ahol ε - szöggyorsulás forgási az inga, J - tehetetlenségi nyomatéka az inga.
Hogy oldja egyenletek (1) és (2) lépés egy vektor jelölést egy skalár. Vetítjük az erő a mozgás irányát az inga. majd
MA = mg - T, (3)
Mivel a tömegközéppontja az inga csökkentjük, mint fonott fonal, mozgó a súlypont X rokona az elfordulási szög φ arány:
Differenciálás ez a kifejezés kétszer adott időben, megkapjuk
Egyenletekből (9), hogy a gyorsulás az inga és a szál húzóerő állandó. Ezért, ha leengedi az inga koordinátái a tömegközéppontja mért pont rögzítése, majd végül koordináta változik a törvény szerint:
Behelyettesítve (10) (9), megkapjuk a tehetetlenségi nyomatéka az inga Maxwell következő kifejezést
amely magában foglalja az értékeket, amelyek könnyen mérhető. Ro - külső sugár (átmérő) a tengely a szállal együtt seb körül, t - leengedi az inga, X - a megtett távolságot az inga tömegközéppontja, m - tömege az inga.
inga tömege áll a tömeg az inga tengely m0, inga tömege lemez MD, MC tömeg gyűrű, amely lehet csúsztatni az inga lemezen.
Ható erők az inga
1. Gunners SP „Mechanika”. - M. Science, 1975;
2. Savelyev IV „A kurzus az általános fizika.” - M. Science, 1987, v.1.