В комплект лабораторной установки входят маятник (рисунок 2), секундомер, мерная линейка.
Чечевицу 2 можно передвигать по стержню и фиксировать с помощью винта. Для определения ее положения на конце стержня нанесены миллиметровые деления 1. Опорные призмы 3 и 7 закреплены на стержне 5 жестко.
На рисунке 2 приведено одно из положений маятника. При этом маятник будет колебаться относительно призмы 3. Можно перевернуть маятник и установить призму 7 в канавку 4. Если передвигать чечевицу 2 по стержню, то изменится положение точки C – центра масс маятника, а, следовательно, и период колебаний.
Исходя из (1) период колебаний маятника на ребре призмы (оси) А выразится:
, (2)
а период колебаний на ребре призмы (оси) B:
, (3)
где JА – момент инерции маятника относительно оси A;
JB – момент инерции маятника относительно оси B.
Рисунок 2 Схема подвешенного оборотного маятника:
1 – миллиметровая шкала; 2 – подвижная чечевица;
3, 7 – опорные призмы; 4 – опорная канавка; 5 – стержень;
6 – неподвижная чечевица
На рисунке приняты обозначения: С – центр масс маятника; l 1 – расстояние между ребром А и точкой С; l 2 – расстояние между ребром В и точкой С
Преобразуем (2) и (3), используя теорему Штейнера, которая для колебаний на ребре призмы A записывается как
JA = JC + mC l 12, (4)
и гласит: момент инерции маятника относительно ребра призмы А равен сумме момента инерции маятника относительно центра масс C (JC) и произведения массы на квадрат расстояния от оси вращения до центра масс C (mC l 12).
Теорема Штейнера для колебаний маятника относительно ребра призмы B записывается в виде
JB = JC + mC l 22, (5)
где l 2 - расстояние междуребром B и центром масс C; JC - момент инерции оборотного маятника относительно центра масс C.
Определение величины J тела сложной формы, такого как оборотный маятник, является трудной задачей. Поэтому преобразуем зависимости моментов инерции так, чтобы исключить величину JC.
Перепишем формулы (2) и (3) с учетом выражений (4) и (5)
, (6)
. (7)
Для решения нашей задачи найдем такое положение чечевицы 2, что будет выполняться условие
TА = TВ = T 0. (8)
Подставим (6) и (7) в условие (8): 
.
Отсюда получаем
JC = m × l 1 l 2. (9)
Выражение (9) подставим, например, в формулу (6) (или в (7))
.
Учтем, что mC = m, тогда получаем
.
Отсюда ускорение свободного падения тел 
,
где, как видно из рисунка 2, l 1 + l 2 = L пр (L пр - приведенная длина оборотного маятника).
Таким образом, для вычисления ускорения свободного падения тел окончательно получаем
. (10)
Из (10) видно, что требуется найти экспериментально такие периоды колебаний маятника, чтобы выполнялось условие (8). Заметим, что добиться точного совпадения значений TА и TВ практически невозможно. Приходится подбирать такое положение чечевицы 2, чтобы на призмах 3 и 7 оборотный маятник совершал колебания с приблизительно одинаковыми периодами TА» TВ.
