1. Что такое период, частота и циклическая частота колебаний? Какова связь между ними?2. Что такое физический и математический маятники и чем они отличаются?3. От чего зависит период колебаний физического маятника? Напишите формулы для периода колебаний физического и математического маятников?4. Что такое приведенная длина, ось качаний и центр качаний ФМ? Из чего складывается приведенная длина ФМ?5. Что такое свойство взаимообратимости осей ФМ?6. Как располагаются «взаимообратимые» оси относительно центра тяжести маятника?7. Чему равно расстояние между точкой подвеса и центром качания ФМ?8. Сформулируйте условие взаимообратимости осей для их расстояний от центра тяжести ФМ.9. Сформулируйте теорему Штейнера.10. Почему при одинаковых смещениях подвижной чечевицы отнеподвижной период колебаний ФМ изменяется сильнее при прямом подвесе, чем при обратном? При ответе убедитесь в этом, используя результаты экспериментального измерения периодов колебаний маятников в обоих положениях.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Период колебаний - это время, за которое маятник совершает одно полное колебание. Частота колебаний - количество колебаний, совершаемых маятником за единицу времени. Циклическая частота колебаний - это количество полных колебаний, совершаемых маятником за одну секунду. Они связаны между собой следующим образом: частота = 1 / период, циклическая частота = 2π * частота.

Физический маятник - это твердое тело, подвешенное на нерастяжимой нити, которое может колебаться около некоторой точки. Математический маятник - это абстрактная модель безмассового точечного объекта, подвешенного на нерастяжимой нити, который может колебаться в поле тяжести. Они отличаются тем, что физический маятник имеет массу и распределение массы, а математический маятник - абсолютно безмассов и точечный.

Период колебаний физического маятника зависит от его длины и ускорения свободного падения. Формула для периода колебаний физического маятника: T = 2π√(l/g), где l - длина маятника, g - ускорение свободного падения. Для математического маятника период колебаний равен T = 2π√(l/g).

Приведенная длина ФМ - это расстояние от точки подвеса до центра тяжести маятника. Ось качания - это линия, проходящая через точку подвеса и центр качания ФМ. Центр качания - точка пересечения оси качания с траекторией движения маятника. Приведенная длина ФМ складывается из фактической длины маятника и расстояния от точки подвеса до центра тяжести.

Свойство взаимообратимости осей ФМ заключается в том, что периоды маятников, относящихся к «взаимообратимым» осям, равны при одинаковом смещении чечевицы относительно оси качания ФМ.

«Взаимообратимые» оси располагаются симметрично относительно центра тяжести маятника.

Расстояние между точкой подвеса и центром качания ФМ равно приведенной длине маятника.

Условие взаимообратимости осей для их расстояний от центра тяжести ФМ: сумма произведений расстояний от центра тяжести до «взаимообратимых» осей равна нулю.

Теорема Штейнера утверждает, что период колебаний маятника не зависит от его момента инерции относительно оси качания.

При прямом подвесе момент инерции физического маятника относительно оси качания больше, чем при обратном. Это приводит к тому, что при одинаковых смещениях подвижной чечевицы отнеподвижной период колебаний ФМ изменяется сильнее и быстрее при прямом подвесе.