Введение. Цель работы – ознакомление с характером собственных упругих колебаний, определение модуля Юнга металлов и логарифмического декремента затухания системы

ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ

Лабораторная работа № 10

Цель работы – ознакомление с характером собственных упругих колебаний, определение модуля Юнга металлов и логарифмического декремента затухания системы.

Приборы и принадлежности: лабораторный модуль ЛКМ–3, набор грузов, набор упругих стержней, пружина, нить с крючком, измерительная система ИСМ-1 (секундомер).

Установка для исследований упругих колебаний собрана на базе модуля ЛКМ-3 (рисунок). Упругий стержень (балка) 1 закреплен на стойке посредством цилиндрического кронштейна. К концу стержня прикреплен конец нити, перекинутой через блок. К другому концу нити прикреплен груз переменной массы, способный совершать колебания.

Рис. Установка для исследования упругих колебаний на модуле ЛКМ-3

При этом незакрепленный конец стержня колеблется в вертикальной плоскости.

В механике простейшими колебательными системами с одной степенью свободы являются пружинные маятники. Период колебаний Т системы, изображенной на рисунке, при малом затухании может быть рассчитан по формуле

(1)

где m – масса груза, k – коэффициент жесткости балки.

Для того чтобы не учитывать массу балки 1 и шкива при измерении жесткости балки, воспользуемся формулой

, (2)

где m ₁ и m ₂ – масса грузов, T ₁ и T ₂ – соответствующие им периоды колебаний.

Жесткость балки определяется ее размерами, формой, способом закрепления и модулем упругости (модулем Юнга) Е ее материала. Для круглого стержня имеем

(3)

где d – диаметр, L –- длина стержня.

Дата добавления: 2014-01-04