Stroj Oberbeck
Oberbeckův stroj (Oberbeckovo kyvadlo) je laboratorní zařízení pro studium zákonů dynamiky rotačního pohybu a ověřování Huygens-Steinerovy věty [1] . Vytvořil A. Oberbeck .
Popis
Ideální stroj Oberbeck má následující konstrukci: na vodorovné ose je nasazena volně otočná objímka se dvěma navzájem kolmými tyčemi. K tyčím jsou symetricky připevněna závaží. K pouzdru je připojena kladka s ráfkem, která slouží k navíjení závitu, na kterém je zavěšeno břemeno.
Oberbeckův stroj začíná svou práci tím, že pod působením gravitace spustí břemeno zavěšené na niti. Tažná síla nitě vytváří krouticí moment, jehož výsledkem je zrychlující se rotace závaží na tyčích.
Po úplném spuštění břemene na celou délku nitě se nit začne navíjet na ráfek kladky působením závaží otáčejících se setrvačností na tyčích.
Poté v určité výšce náklad spolu s tyčemi zastaví svůj pohyb a poté opět začne jeho pohyb dolů. V důsledku ztráty mechanické energie třením se proces spouštění a zvedání břemene opakuje s postupně se snižující výškou zdvihů břemen.
Popis v jazyce vzorců
Díky zákonu zachování energie při provozu Oberbeckova stroje se potenciální energie tělesa v gravitačním poli přeměňuje na kinetickou energii rotujících zátěží a zbytečné ztráty energie třením .
Zde je moment setrvačnosti tyčí se zatížením vzhledem k ose otáčení, je úhlová rychlost otáčení při úplném spuštění nákladu, je výška úplného spuštění nákladu. Z posledního vzorce je vidět, že čím větší je moment setrvačnosti (t.j. čím dále jsou závaží umístěna vzhledem k ose otáčení), tím menší je úhlová rychlost otáčení kyvadla.
Viz také
Poznámky
- ↑ Sivukhin D.V. Obecný kurz fyziky. Mechanika. - M .: Nauka, 1979. - Náklad 50 000 výtisků. - S. 191.