Рисунок 1. Вращающийся диск и утяжеленная штанга

Вращающийся диск с утяжеленным стержнем был предложен профессором Людвигом Прандтлем (1875-1953) для демонстрации соотношений между угловой скоростью и моментом инерции. О чем сообщалось в журнале Ассоциации немецких инженеров в 1909 году. В каталоге фирмы “Max Kohl Action Gesellschaft Chemnitz” за 1912 г. на рисунках № 52075 (а, b) показан внешний вид диска и положение экспериментатора на диске с утяжеленной штангой (рис.1). Демонстрационный прибор состоял из двух дисков: неподвижного диска на трех ножках, в центре которого вертикально закреплена железная ось; и подвижного диска с подшипником качения в центре, внутреннее кольцо подшипника плотно насажено на вертикальную ось.
Аналогичный прибор хранится в Физическом отделе Музейно-педагогического центра СПб АППО (рис.2); состоит станины - треноги с опорным шариковым подшипником, в котором вращается верхняя часть скамьи – круглая горизонтальная платформа. Надо отметить, что прибор чрезвычайно тяжелый.


Модифицированный вращающийся диск Прандтля в наборе с принадлежностями применялся в средней школе, начиная с семидесятых годов 20 века, при изучении криволинейного движения и законов вращения твердого тела.

Рисунок 2. Общий вид прибора. Диаметр диска 38 см, высота прибора 17 см. Проворачивается с трудом, требует чистки и смазки. В инвентаризационной книге числится под № 3718 как скамья Жуковского. 1930-ые.

Рисунок 3. Детали набора

Основой набора служит стальной диск 1 диаметром 430 мм с отверстиями диаметром 5 мм для крепления деталей и центральным отверстием диаметром 27 мм для установки на шарикоподшипнике 2. Чугунная тренога 3 с двумя уравнительными винтами. Двухступенчатый шкив 4 с отношением диаметров 1:2.
Также в набор входят детали, которые без диска не употребляются:
5. Маятниковый тахометр с делениями 0,5 и 1 об/с.
6. Желоб с делениями для измерения радиуса вращения; с роликом на одном конце.
7. Два стальных катка массами 250 г и 500 г.
8. Дуга с муфтой и шариком на нити.
9. Трубка на стойке с проволочным желобком.
10. Стержень с острием и резьбой для насаживания на стержень универсального штатива.

Органайзер исследователя
1. Посмотрите видео опыта, демонстрирующего соотношение между угловой скоростью и моментом инерции:
https://rutube.ru/video/2ecf7819465b54c86c43b38e093e1204
Используя идею опыта из видеофрагмента, предположите, как действовал экспериментатор, изображенный на рис. 1.
2. Рассмотрите рисунки установок (4-6), где применяется модифицированный вращающийся диск Прандтля с принадлежностями. Используя материал статьи, выберите установку, предназначенную для определения угловой скорости вращения диска. Обоснуйте свой выбор.

Рисунок 4.	Рисунок 6.
Рисунок 5.

Демонстрирация соотношения между угловой скоростью и моментом инерции

Определения угловой скорости вращения диска