15.9
Ein Torsionspendel ist ein starrer Körper, wie ein Kreisel, der an einer Saite hängt, von der angenommen wird, dass sie masselos ist – eine Annahme, die gültig ist, wenn die Masse des starren Körpers viel größer ist als die Masse der Saite.
Wenn die Decke um die Achse der Saite gedreht und losgelassen wird, schwingt sie zwischen zwei Winkeln. Das Rückstellmoment ist auf das Scheren der Sehne zurückzuführen.
Wenn die Winkelverschiebung klein ist, kann das Rückstellmoment als proportional zur Winkelverschiebung modelliert werden. Die Proportionalitätskonstante wird als Torsionskonstante des Strings bezeichnet.
Das Drehmoment kann auch in Bezug auf das Trägheitsmoment und die Winkelbeschleunigung des starren Körpers geschrieben werden.
Die beiden Ausdrücke ergeben eine Gleichung für eine einfache harmonische Bewegung, wobei die unabhängige Variable der Schwingungswinkel ist, die Masse durch das Trägheitsmoment ersetzt wird und die Kraftkonstante durch die Torsionskonstante der Saite ersetzt wird.
Anschließend wird die Kreisfrequenz der Schwingung bestimmt und daraus die Zeitspanne abgeleitet.
Bei einem Torsionspendel schwingt ein starrer Körper, wobei die Rückstellkraft durch die Torsion des Fadens erzeugt wird, an dem der starre Körper auf…
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