§ 7. Динамика колебаний маятника. Маятники, изображен-
ные на рис. 2, представляют собой протяженные тела различной
формы и размеров, совершающие колебания около точки подвеса
или опоры. Такие системы называются физическими маятника-
ми. В состоянии равновесия, когда центр тяжести находится на
вертикали под точкой подвеса (или опоры), сила тяжести урав-
новешивается (через упругие силы деформированного маятника)
реакцией опоры. При отклонении из положения равновесия сила
тяжести и упругие силы определяют в каждый момент времени
угловое ускорение маятника, т. е. определяют характер его дви-
жения (колебания). Мы рассмотрим теперь динамику колебаний
подробнее на простейшем примере так называемого математи-
ческого маятника, который представляет собой грузик малого
размера, подвешенный на длинной тонкой нити.
В математическом маятнике мы можем пренебречь массой
нити и деформацией грузика, т. е. можем считать, что масса ма-
ятника сосредоточена в грузике, а упругие силы сосредоточены
в н и т и, которую считают нерастяжимой. Посмотрим теперь,
под действием каких сил происходит колебание нашего маятника
после того, как он каким-либо способом (толчком, отклонением)
выведен из положения равновесия.
Когда маятник покоится в положении равновесия, то сила тя-
жести, действующая на его грузик и направленная вертикально
Гл. I. Основные понятия. Механические колебания
23
вниз, уравновешивается силой натяжения нити. В отклоненном
положении (рис. 15) сила тяжести
Достарыңызбен бөлісу: |