2014-05-31
Два стержня одинаковой длины соединены под прямым углом в средней точке и насажены на горизонтальную ось О. На концах стержней закреплены грузы пренебрежимо малых размеров с массами $m_{1},m_{2},m_{3},m_{4}$, равными соответственно 1, 2, 3 и 4 кг. Систему привели в положение, показанное на рис. а, и отпустили. Найдите угловую амплитуду возникающих колебаний. Трение в оси
отсутствует.
Решение:
Система совершает колебания около положения устойчивого равновесия. В положении устойчивого равновесия центр тяжести системы находится под осью О на одной вертикали с ней. Такое положение центра масс будет только в том случае, когда грузы массами $m_{1}$ и $m_{2}$ расположены точно над грузами $m_{3}$ и $m_{4}$
соответственно (рис. б). В это положение система приходит из исходного путем поворота около точки О по часовой стрелке на угол $\pi /4$. Поскольку в исходном положении момент сил тяжести относительно оси О действует в этом же направлении, то угол $\alpha = \pi / 4$ и является угловой амплитудой возникающих в системе колебаний.