Выполнение работы. Задание 1.Исследование синфазных и противофазных колебаний связанных маятников

Задание 1. Исследование синфазных и противофазных колебаний связанных маятников.

1. Установите одинаковую длину связанных маятников (длина измеряется рулеткой).

2. Включите аппаратуру измерительной установки и персональ-ный компьютер.

- 8 -

3. Вызовите программу «Measura» и в открывшемся окне установите необходимые для измерений опции.

4. Снимите соединительную пружину и измерьте для каждого маятника время t₁ и t₂ n=10-20 колебаний, измерения повторите несколько раз и вычислите периоды Т₁ и Т₂ свободных колебаний.

5. По средним значениям периодов определите циклические частоты и колебаний маятников.

6. На определенном расстоянии от оси вращения соедините маятники жесткой перемычкой. Измерьте для каждого маятника время t₁ и t₂ n=10-20 колебаний, измерения повторите несколько раз и вычислите периоды Т₁ и Т₂ синфазных колебаний.

7. По среднему значению периода определите циклическую частоту w колебаний связанных маятников.

8. Вместо жесткой перемычки установите легкую пружину и повторить пункты 7,8 для колебаний связанных маятников
«в противофазе».

9. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 1.

Таблица 1.

№ п/п

n

t1

T1

t 2

T2

w1

w2

n

tc

Tc

wc

n

tп

Тп

wп

-

с

с

с

с

с^-1

с^-1

-

с

с

с^-1

-

с

с

с^-1

:

Ср.

- 9 -

10. Сравните полученные значения циклических частот синфазных и противофазных колебаний с циклической частотой свободных колебаний каждого маятника. По проделанному заданию сделайте вывод.

Задание 2. Исследование биений связанных маятников.

1. Установить первое значение расстояния l₁ от оси вращения до крепления пружины.

2. Придерживая перед пуском один и отклонив другой маятник, добиться возникновения биений связанных маятников.

3. Измерить несколько раз период Т₁ биений связанных маятников и по его среднему значению вычислить циклическую частоту Dw.

4. Повторить пункты 2,3 для нескольких расстояний l.

5. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2.

Таблица 2.

l, см
Тб, с
Dw, с^-1

6. Построить график зависимости частоты биений от длины Dw(l). По выполненному заданию сделать вывод.

- 10 -

Контрольные вопросы

1. Какие силы и моменты сил действуют на каждый маятник? Укажите их направления.

2. Приведите дифференциальные уравнения, описывающие колебания связанных маятников, и их решения.

3. Что понимают под нормальными частотами связанных маятников?

4. Какие колебания связанных маятников называются синфазными, противофазными?

5. Какие колебания связанных маятников называются биениями?

При каких условиях они возникают?

Рекомендуемая литература

1. СавельевИ.В. Курс физики. Т2. М.: Наука. 1989. §§66, 70.

2. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа. 1997. §§ 143, 146.

3. Ахматов А.С. и др. Лабораторный практикум по физике. М.: Высшая школа. 1980. Стр.181.

4. Инструкция по эксплуатации оборудования фирмы “PHYWE”.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

Лаборатория

«Инновационные технологии обучения физике и КСЕ»

Дата добавления: 2015-05-26