Теоретична частина. Фізичний маятник – це тіло, яке може обертатись відно­сно довільної горизонтальної осі, яка не прохо­дить через центр маси

Фізичний маятник – це тіло, яке може обертатись відно­сно довільної горизонтальної осі, яка не прохо­дить через центр маси.

Оборотний маятник – це фізичний маятник, який має дві точки коливання, при послідовному підвішуванні за які періоди коливань маят­ника буде однаковими..

У нашому випадку це дві точки, що відповідають положенням призм А і В. При закріпленні оборотного маятника на призмах А и B шляхом переміщення вантажів C і D вздовж його осі можна, змінюючи момент інерції маятника, домогтися рівності періодів його коливань:

, (11.1)

де I_A і I_B – моменти інерції маятника відносно осей, які проходять через точки A і B; a і b – відстань від центра мас до відповідної осі коливань.

Теоремою Штейнера стверджує, що момент інерції I тіла відносно будь-якої осі обертання дорівнює моменту інерції I_o цього тіла відносно осі, що проходить через центр маси тіла і паралельна заданій плюс добуток маси тіла на квадрат відстаніміж осями. Маємо

; , (11.2)

де I₀ – момент інерції маятника відносно осі, яка проходить через його центр тяжіння і яка паралельна осі коливань.

Підставляючи (11.2) в (11.1), отримаємо формулу для розрахунку прискорення вільного падіння g:

(11.3)

Таким чином, для визначення прискорення вільного падіння за допомогою оборотного маятника, не­обхідно виміряти дві величини: відстань між опорними призмами (a+b) та період коливань T=T_A=T_B фізичного маятника.