Основное уравнение вращательного движения твердого тела с моментом инерции j вокруг неподвижной оси z имеет вид
(1.1) где - угловое ускорение, m - момент внешних сил. для экспериментального доказательства этого соотношения в работе используется маятник обербека (рис.3). он состоит из четырех стержней a и двух шкивов различного радиуса r1 и r2, укрепленных на одной горизонтальной оси. по стержням могут перемещаться и закрепляться в нужном положении четыре (по одному на каждом стержне) груза одинаковой массы m'. при груза массы m, прикрепленного к концу намотанной на тот или иной шкив нити, маятник может приводиться во вращение. пренебрегая силами трения и считая нить невесомой и нерастяжимой, можем написать: уравнение вращательного движения маятника
Линейная скорость υ и угловая ω связаны следующим соотношением: υ=ω⋅r,ω=2π⋅ν, где ν = 3000 об/мин = 50 Гц. Так как вращается стержень относительно оси, проходящей через конец стержня, то у разных точек стержня разные радиусы вращения (от 0 до l), а значит и вращаются они с разной линейной скоростью. Но, т.к. скорость υ линейно зависит от расстояния r, то для нахождения ЭДС, возникающей в стрежне, можно использовать среднюю линейную скорость <υ>. Тогда ⟨υ⟩=2π⋅ν⋅⟨r⟩=2π⋅ν⋅l+02=π⋅ν⋅l,E=B⋅⟨υ⟩⋅l⋅sinα=B⋅π⋅ν⋅l2, где α = 90° (плоскость вращения стержня перпендикулярна линиям магнитной индукции) (рис. ). Тогда E = 126 мВ.
(1.1)
где - угловое ускорение, m - момент внешних сил.
для экспериментального доказательства этого соотношения в работе используется маятник обербека (рис.3). он состоит из четырех стержней a и двух шкивов различного радиуса r1 и r2, укрепленных на одной горизонтальной оси. по стержням могут перемещаться и закрепляться в нужном положении четыре (по одному на каждом стержне) груза одинаковой массы m'. при груза массы m, прикрепленного к концу намотанной на тот или иной шкив нити, маятник может приводиться во вращение.
пренебрегая силами трения и считая нить невесомой и нерастяжимой, можем написать: уравнение вращательного движения маятника
υ=ω⋅r,ω=2π⋅ν,
где ν = 3000 об/мин = 50 Гц. Так как вращается стержень относительно оси, проходящей через конец стержня, то у разных точек стержня разные радиусы вращения (от 0 до l), а значит и вращаются они с разной линейной скоростью.
Но, т.к. скорость υ линейно зависит от расстояния r, то для нахождения ЭДС, возникающей в стрежне, можно использовать среднюю линейную скорость <υ>. Тогда
⟨υ⟩=2π⋅ν⋅⟨r⟩=2π⋅ν⋅l+02=π⋅ν⋅l,E=B⋅⟨υ⟩⋅l⋅sinα=B⋅π⋅ν⋅l2,
где α = 90° (плоскость вращения стержня перпендикулярна линиям магнитной индукции) (рис. ). Тогда
E = 126 мВ.