Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты

Искать: Сайт ЕНЭ НТЭ

Расширенный   Формализованый   По связи разделов

А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я

• Научно-технические эффекты (НТЭ)

	Крутильный маятник

Анимация

Описание

Колебания крутильного маятника (КМ) обусловлены упругими силами, возникающими в стержне при его кручении вокруг оси Oz (рис. 1).

Крутильный маятник

Рис. 1

Для малых колебаний КМ выражения для кинетической и потенциальной энергии соответственно имеют вид:

Wk = (1/2)J(da/dt)2,

Wp = (1/2)ca2;      

где a - угол поворота маятника вокруг оси Oz из положения равновесия;

J - момент инерции маятника относительно оси Oz;

с - крутильная жесткость стержня.

Период колебаний КМ равен:

T = 2p(J/c)1/2.  (1)

В случае однородного круглого стержня:

c = pd4G/32L,

где d и L - диаметр и длина стержня;

G - модуль сдвига материала стержня.

Ключевые слова

• жесткость крутильная
• колебание
• момент инерции
• период колебаний
• энергия колебаний кинетическая
• угол поворота маятника
• энергия колебаний потенциальная
• маятник
• малые колебания

Области техники и экономики

• Общие структурные элементы и узлы измерительных приборов и систем
• Приборы для измерения времени и частоты
• Бытовая техника
• Космическая техника и ракетостроение
• Авиастроение
• Судостроение
• Автомобилестроение
• Двигателестроение
• Инструментальное производство
• Роботехника
• Станкостроение
• Производство неметаллических изделий
• Сборочное производство

Используемые естественнонаучные эффекты

Возникновение вращательных колебаний вокруг вертикальной оси твердого тела, подвешенного на упругой нити или проволоке (Крутильные колебания)

Разделы естественных наук используемых естественнонаучных эффектов

1		Твердые тела
1		Механические колебания и волны
1		Динамика

Применение эффекта

Свойства КМ используются для определения момента инерции тел: при известной крутильной жесткости стержня (нити) подвеса путем измерения периода колебаний КМ из формулы (1) можно найти значение J.

Реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

Рассмотрим техническую реализацию на основе рис. 1.

Подвешенный на стальной проволоке толщиной порядка миллиметра сбалансированный диск закручивают и отпускают. Он приходит в колебание вокруг оси подвеса.

Литература

1. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. - М.: Наука, 1979.

2. Политехнический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1977.

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты

Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина