EAIiE |
1. Paweł Ścipień 2. Mariusz Święs |
ROK I |
GRUPA V |
ZESPÓŁ 2 |
|||
Pracownia fizyczna |
Temat: Elipsoida bezwładności |
Nr ćwiczenia: 6 |
|||||
Data wykonania:
02.03.99 |
Data oddania:
|
Zwrot do popr.
|
Data oddania:
|
Data zaliczenia:
|
OCENA: |
Moment bezwładności punktu materialnego o masie m, obracającego się wokół osi O w odległości r definiujemy jako :
Bryłę sztywną możemy potraktować jako ciągły zbiór punktów o różnych odległościach od osi obrotu. Stąd :
Całkę można obliczyć dla brył jednorodnych o bardzo regularnych kształtach.
Każdą bryłę sztywną o masie m, zawieszoną w punkcie O różnym od środka ciężkości, można uważać za wahadło fizyczne. Wahadło odchylone od pionu, a następnie puszczone swobodnie wykonuje ruch wahadłowy pod wpływem momentu siły ciężkości. Moment ten jest równy :
Ruch wahadła opisuje druga zasada dynamiki dla ruchu obrotowego:
Przy ograniczeniu do małych wychyleń sinus kąta można zastąpić samum kątem w mierze łukowej, czyli sinθ≈θ. Wtedy równanie ma postać :
Rozwiązanie jest ruch harmoniczny prosty :
amplituda θm i faza α zależą od warunków początkowych. Okres drgań związany jest z częstością ωo :
Moment Io jest to moment bezwładności względem osi obrotu. Jeżeli Is oznaczymy moment bezwładności względem środka ciężkości S, to związek między Io ,a Is jest dany przez twierdzenie Steinera : Io=Is+ma2