Порядок виконання роботи. 1. Увімкнути установку в електромережу

1. Увімкнути установку в електромережу. Закріпити переривач потоку світла на стеблі маятника так, щоб він під час коливання маятника переривав світловий потік фотоелектричного датчика, а гальмівний прапорець встановити в площині коливань.

2. Відхилити маятник на 5-10 градусів i відпустити його. Натиснути на кнопку „Сброс”, а коли на лічильнику періодів засвітиться цифра „9”, натиснути на кнопку „Стоп”. Через один період закінчиться цикл вимірювання i на індикаторах висвітяться цифри кількості періодів (10) та час, за який маятник виконав ці коливання. Записати результати вимірювань у таблицю. Дослід повторити 5 разів. За результатами вимірювань обчислити період та циклічну частоту власних коливань w₀.

3. Відхилити маятник від положення рівноваги так, щоб відхилення було трохи більшим від початкової амплітуди А₁, заданої викладачем. Відпустити маятник. У момент, коли амплітуда коливань досягне значення А₁, натиснути на кнопку „Пуск”, а коли амплітуда зменшиться до кінцевого значення А₂, натиснути на кнопку „Стоп”. Зняти покази лічильника кількості коливань n₁. Дослід повторити п’ять разів. За формулою (8) обчислити логарифмічний декремент згасання. Записати результати вимірювань і обчислень у таблицю.

4. Аналогічні вимірювання виконати для інших орієнтацій гальмівного прапорця (45⁰ і 90⁰) i також визначити логарифмічний декремент.

5. Підняти догори переривач світлового потоку на стеблі маятника, а переривач світлового потоку на стрижні шатуна опустити в щілину фотоелектричного датчика. Ввімкнути електродвигун, визначити частоту коливань шатуна i максимальну амплітуду коливань маятника за цієї частоти. Вимірювання виконати для різних частот коливань шатуна (зовнішньої сили) до i після досягнення резонансу (не менше семи – дев’яти точок). Результати вимірювань записати в таблицю i зобразити графічно, відклавши по осі абсцис циклічну частоту шатуна, а по осі ординат – амплітуди коливань маятника. Визначити за графіком резонансну частоту .

6. Розрахувати похибки циклічної частоти та логарифмічного декременту згасання.

Контрольні запитання

1. Який вид руху називають коливанням?

2. За яких умов коливання є гармонічним? Які сили можуть зумовлювати появу гармонічних коливань?

3. Що називають фазою гармонічного коливання?

4. Запишіть диференціальні рівняння, які описують вільні, згасаючі та вимушені коливання.

5. Що називають логарифмічним декрементом згасання? Як він пов’язаний із коефіцієнтом згасання?

6. У чому полягає фізичний зміст коефіцієнта згасання? Яка його розмірність?

7. Побудуйте графік залежності зміщення від часу для згасаючих коливань.

8. Які коливання називають вимушеними?

9. У чому полягає явище резонансу? За яких умов він виникає?