Порядок виконання роботи. 1 Знайти період та частоту коливань маятника 4 залежно від положення масивного циліндра 3 (координати

1 Знайти період та частоту коливань маятника 4 залежно від положення масивного циліндра 3 (координати , рис. 5.2.3). Для цього необхідно від’єднати від лабораторної установки маятник-резонатор 1. Потім виміряти час t, за який відбувається N = 10 коливань маятника 4 (початкове відхилення не повинне перевищувати 5–10⁰), за допомогою секундоміра. Період дорівнюватиме . Частоту коливань визначити за формулою . Вимірювання періоду та частоти виконувати для координат циліндра , що подані у табл. 5.2.1. Результати вимірювань періоду та частоти занести у табл. 5.2.1.

2 Оцінити похибку вимірювання періоду коливань. Для цього для одного зі значень координати масивного циліндра (наприклад 20 см) провести вимірювання часу t, за який відбувається N = 10 коливань маятника 5 разів. Результати занести у табл. 5.2.2.

Таблиця 5.2.1

Обчислити середнє значення часу :

. (5.2.18)

Таблиця 5.2.2

Обчислити випадкову похибку вимірювання часу за формулою

. (5.2.19)

Загальну похибку вимірювання часу визначимо за допомогою співвідношення

, (5.2.20)

де – похибка приладу для вимірювання часу (секундоміра).

Середнє значення періоду коливань визначимо як

(N = 10). (5.2.21)

Загальну похибку вимірювання періоду коливань визначимо як

(N = 10). (5.2.22)

Значення та занести у табл. 5.2.2.

3 Приєднати маятник-резонатор 1 до лабораторної установки. Встановити демпфувальний диск паралельно площині коливань. Визначити амплітуду A_І коливань маятника-резонатора 1 залежно від координати масивного циліндра 3. Координати взяти такими, як і у табл. 5.2.1. Початкове відхилення маятника 4 у всіх експериментах має бути однаковим і не перевищувати 5–10⁰. Результати вимірювань занести до табл. 5.2.1. Під час проведення експериментів мати на увазі, що амплітуда коливань маятника-резонатора повільно змінюється у часі. У табл. 5.2.1 потрібно записувати її максимальне значення.

4 Повернути демпфувальний диск на 90⁰ і повторити експерименти, описані в п. 2. Результати вимірювань амплітуди A_ІІ занести у табл. 5.2.1.

5 За результатами, що подані у табл. 5.2.1, будуємо на одному рисунку залежності амплітуд коливань маятника-резонатора 1 від частоти зовнішнього періодичного джерела (маятника 4) для двох положень демпфувального диска на одному рисунку. З графіків знаходимо ширину резонансної кривої та резонансну частоту для кожного положення демпфувального маятника (рис. 5.2.3). Отримані значення заносимо до табл. 5.2.3.

6 Використовуючи отримані значення ширини резонансних кривих для кожного положення демпфувального маятника, знаходимо значення коефіцієнта згасання, логарифмічного декремента згасання і добротності за формулами (5.2.12)–(5.2.14). У цих формулах як частоту загасальних коливань взяти резонансну частоту . Результати розрахунків записуємо у табл. 5.2.3.

Таблиця 5.2.3

	Демпфувальний диск, паралельний площині коливань	Демпфувальний диск, перпендикулярний до площини коливань
рез
рез

7 Обчислити похибки вимірювань резонансної частоти, ширини резонансної кривої коефіцієнта згасання, логарифмічного декремента згасання та добротності за такими формулами:

, (5.2.23)

, (5.2.24)

, (5.2.25)

, (5.2.26)

. (5.2.27)

8 За результатами роботи зробити висновки: навести результати вимірювань ширини резонансної кривої, коефіцієнта згасання, логарифмічного декременту згасання, добротності для двох положень демпфувального диска.

Контрольні питання[21]⁾

1 Довести співвідношення (5.2.11).

2 Довести співвідношення (5.2.12)-(5.2.14).

3 Довести співвідношення (5.2.23)-(5.2.27).

4 Зобразити схему експериментальної установки та пояснити принцип її роботи.

5 Див. також контрольні питання до лабораторної роботи 5.1 “Вивчення загасальних механічних коливань”.

5.3 Лабораторна робота
«Визначення довжини та частоти електромагнітної хвилі за допомогою двопровідної лінії (системи Лехера)»

Мета роботи: 1) експериментально вивчити стоячу електромагнітну хвилю у двопровідній лінії; 2) визначити довжину стоячої та біжучої хвиль, частоти генератора УКХ.

Обладнання: 1) двопровідна лінія; 2) генератор УКХ; 3) пересувний місток з індикатором; 4) вольтметр.