Маятник Максвелла

Ну в теоретическом анализе маятника Максвелла нет затухающих колебаний. Всё, что можно сделать — попробовать найти приблизительную формулу через метод размерностей, а потом экспериментально найти коэффициенты

Ну в общем, система выглядит как-то так

Первое, что приходит в голову: тут есть вращение твердого тела. А что важно найти, в таком случае? Центр вращения

А второе, что приходит в голову? По сути, это качение малого цилиндра вдоль вертикальной оси без проскальзывания: a = \omega r, где r — радиус оси диска

Ускорение можно найти двумя методами:

Первый метод

В данном случае мы за центр вращения возьмем центр масс (точка О). Тогда

Mg - 2T = Ma\\ Tr = I_O \alpha

Где \alpha — угловое ускорение диска, I_O — момент инерции относительно точки O.

Второй метод

В данном случае мы рассматриваем мгновенный центр вращения, то есть точка A. Тогда пишем

Mg r = I_C \alpha

Где I_C вычисляется по теореме Гюйгенса-Штейнера:

I_C = I_O + mr^2

Ну а дальше просто кинематика.

Момент рывка, когда нить разматывается полностью, а потом снова начинается наматываться на нить очень похож на момент рывка из этой задачи (но немного обратная, так что придётся посидеть поколдовать над формулами)

5 лайков