Решение на момент правки #12160 от , автор astrosander. Это не текущая версия.

Условие

3.2.19. Метроном представляет собой легкий стержень, на нижнем конце которого на расстоянии от оси находится груз массы . Выше оси подвижный грузик массы можно закреплять на стержне на разных расстояниях от оси, тем самым подбирая нужную частоту колебаний метронома. Считая массы точечными, найдите, как частота колебаний зависит от расстояния .

К задаче $3.2.19$
К задаче

Решение

При малых отклонениях угол небольшой (). На метроном действуют два момента:

  • Момент силы тяжести груза : ,
  • Момент силы тяжести груза : .

Результирующий момент:

По-теореме Штейнера, для стержня с двумя точечными грузами момент инерции относительно оси:

Уравнение динамики вращательного движения:

Дифференциальное уравнение колебаний принимает вид:

Частота колебаний :

Альтернативное решение

Ответ

.