Послідовність виконання роботи

Завдання 1. Ознайомитись з поведінкою пружинного маятника та можливостями комп’ютерної програми на графічному інтерфейсі (рисунок 16.3)

1. Навести мишкою курсор на кульку і заставити маятник коливатись з різними амплітудами. Навчитись мишкою пересувати вимірну лінійку і вимірювати нею величину відхилення (амплітуду коливань) кульки.

2. Встановивши значення вимушуючої сили рівне нулю, дослідити загасаючі коливання, змінюючи в широких межах значення коефіцієнта опору r.

3. Встановлюючи різні значення коефіцієнта опору та вимушуючої сили, дослідити вимушені коливання маятника. Звернути увагу, що вимушені коливання встановлюються не миттєво, а через деякий час.

Завдання 2. Визначити коливні характеристики зага­саю­чих коливань пру­жин­ного маят­ника: лога­риф­мічний декремент загасання; коефіцієнт загасання та доброт­ність.

1. Встановити значен­ня виму­шу­ю­чої сили рівне нулю.

2. Встановити мірну лінійку так, щоб було зручно вимірю­ва­ти амплітуду коли­вань кульки.

3. Встановивши мінімальне значення коефіцієнта опору, відтягнути кульку курсором від рівноважного положення і виміряти початкову амплітуду А₁.

4. Відпустити кульку і виміряти амплітуду п-ого коливання А_п і час t N повних коливань. Знайти відношення k = A₁/A_n і період коливань T = t/N.

5. За допомогою формули (16.8) підрахувати значення λ; за формулою (16.12) знайти значення добротності Q коливної системи.

6. Підставити у формулу (16.9) отримані значення λ і Т і обчислити коефіцієнт загасання.

7. Порівняти експериментальне значення β_експ із розрахованим за формулою β = r/2m.

Завдання 3. Визначення резонансної частоти вимушених коливань.

1. Встановити на інтерфейсі (рисунок 16.3) мінімальне значення коефіцієнта опору і максимальне значення величини змушувальної сили.

2. Змінюючи значення циклічної частоти ω, виміряти амплітуду вимушених коливань (через деякий час, коли коливання встановляться) і занести дані в таблицю.

r1 = 0,05 кг/с; F1 = 0,2 Н

ω

А

r2 = кг/с; F2 = Н

ω

А

3. Змінити значення r і F і повторити пункт 2 ще кілька разів.

4. Побудувати графіки А(ω) і визначити із них резонансну частоту ω_р.

5. Порівняти експериментальні значення ω_р із розрахованими за формулою (16.19).

6. Оцінити абсолютні та відносні похибки знайдених величин та проаналізувати отримані результати.