На рисунке 53 изображен металлический диск, подвешанный на трёх резиновых шнурах. Если диск немного повернуть вокруг вертикальной оси и опустить, то он будет в течение некоторого времени поворачиваться вокруг это оси то по ходу часовой стрелки, то против. объясните: а) под действием какой силы происходят колебания диска; б) возникла бы это сила или нет, если бы диск не действовал на шнуры своим весом; в) какие тела входят в колебательную систему; г) яляется ли эта система маятником

Ответ:

а) Под действием какой силы происходят колебания диска?
Колебания диска происходят под действием восстанавливающего момента силы, который возникает в резиновых шнурах. Когда диск поворачивают вокруг вертикальной оси, резиновые шнуры скручиваются, и в них возникают упругие силы, стремящиеся вернуть шнуры в исходное (нескрученное) состояние. Эти силы создают момент, который заставляет диск возвращаться в начальное положение. При этом, из-за инерции диска, он поворачивается в другую сторону, и процесс повторяется, что приводит к колебаниям.

б) Возникла бы эта сила или нет, если бы диск не действовал на шнуры своим весом?
Если бы диск не действовал на шнуры своим весом, например, в условиях невесомости, восстанавливающий момент мог бы всё равно возникнуть, так как он связан с упругими свойствами резины. Однако без натяжения шнуров (которое создаётся весом диска), сила была бы очень слабой, и её величина была бы недостаточна для заметных колебаний. Таким образом, вес диска создаёт преднатяжение шнуров, без которого эффективные колебания были бы невозможны.

в) Какие тела входят в колебательную систему?
Колебательная система состоит из следующих тел:

1. Металлический диск, который совершает вращательные колебания.
2. Резиновые шнуры, которые обеспечивают упругую связь и создают восстанавливающий момент.
   Кроме того, в систему можно включить и окружающий воздух, который оказывает сопротивление и затухание.

г) Является ли эта система маятником?
Да, эта система можно считать маятником, но особого вида — крутильным маятником. В отличие от классического маятника, где колебания происходят за счёт перемещения центра масс (под действием силы тяжести), в крутильном маятнике колебания связаны с вращением тела и упругими силами, возникающими при скручивании шнуров.

Таким образом, данный диск, подвешенный на резиновых шнурах, является примером колебательной системы, в которой основную роль играет момент упругой силы.