Маятник тербелісінің амплитудасымен байланысқан қатені бағалау
Призманың біреуіне маятникті қойыңыз. Оны тепе-теңдік күйден 10см-ге ауытқытыңыз да, тербеліс периодын өлшеңіз.
Әрі қарай 8,6,5,4,3 және 2 см ауытқуларды жасай отырып, тербеліс периодының амплитудаға тәуелділігін өлшеңіз. Т – ның дәл мәні графикті нөлдік амплитудаға аппроксймациялау арқылы алынады. Бірінші тәжірибеде алынған тербеліс периоды мәнінің нөлдік амплитуда үшін алынған ауытқуын пайызбен өрнектеңіз.
Өлшеулерді екінші призма үшін жүргізіңіз. Графиктерді түзетіп жаңа қиылысу нүктесін алыңыз. Алынған тербеліс периодтарының айырымын пайызбен көрсетіңіз.
Алынған Т мәнінен g шамасын анықтаңыз.
Бақылау сұрақтары
Математикалық маятник деген не? Физикалық маятник деген не?
Физикалық маятниктің келтірілген ұзындығы дегеніміз не?
Тербелмелі және айналмалы қозғалыстар өзара қалай байланысқан?
Маятниктер көмегімен еркін түсу үдеуі қалай анықталады?
Жер бетінің әр түрлі нүктелеріндегі еркін түсу үдеуі неге тең және ол қалай анықталады?
№ 11. Зертханалық жұмыс
Маятниктер байланысы. Резонанс
Жұмыстың мақсаты: Байланысқан маятниктер тербелістерін және олардың арасындағы энергия беруді бақылау. Резонансты бақылау.
Құрал-жабдықтар: байланысқан маятниктер тербелістерін зерттеуге қажет ELWRO қондырғысы.
ELWRO қондырғысында маятниктердің серіппелер арқылы байланысы қолданылады. Бұл маятник тербелісін біршама өзгертеді, өйткені маятникке ауырлық күші және серіппенің серпімділік күші әсер ететін болады. Жалпы жағдайда оны былай жазуға болады:
мұндағы m- маятник массасы, ℓ-оның ұзындығы, к- серіппенің серпімділік коэффициенті, ℓ1 –і серіппе ілінген нүктеден маятникке серіппе бекітілген нүктеге дейінгі қашықтық.
Осыдан тербелістің дөңгелектік жиілігін табамыз:
мұндағы
w
- математикалық маятниктің тербеліс
жиілігі, wn
– тек серіппе әсерінен маятник жасайтын
тербелістер жиілігі.
Жаттығу №1. Серіппелі маятниктің тербелісінің периоды
Қондырғыны қосып, 10-15 минут аралығында қыздырыңыз.
Маятниктерді байланыстыратын барлық серіппелерді және двигательді ағытыңыз. Фотодатчигі бар ойық арқылы өтетін маятникті 3-40 ауытқытып, оның тербеліс периодын өлшеңіз. Ол үшін «Сброс» батырмасын басып, санау терезесінде 49 саны пайда болғанда «стоп» батырмасын басыңыз. Санауыш автоматты түрде толық 50 тербеліс уақытын есептейді. Өлшеуді 3 рет қайталаңыз және еркін маятниктің орташа периодын, орташа дөңгелектік жиілігін табыңыз. Іліну нүктесінен жүк ілінген нүктеге дейінгі маятниктің ұзындығы шамамен 40 см болуы керек.
Маятникті байланыстыратын серіппелерді тербеліс тудырушы стерженмен қосыңыз. Бұндай стержень аспап тіреуіне параллель болу керек. Серіппенің орны мен бекітілуін фотодатчик саңылауы (скоба) арқылы еркін өте алатындай реттеу керек. Іліну нүктесінен серіппе бекітілген нүктеге дейінгі қашықтықты (ℓ1) әр 2,5 см сайын өзгерте отырып, маятниктің тербеліс периоды мен дөңгелектік жиілігін өлшеңіз. Нәтижелерін кестеге толтырыңыз.
|
l1 |
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
n2
n
4.
Тербеліс жиілігінің
n
= f
(ℓ1/ℓ)2
тәуелділік графигін салыңыз.
5. Графиктен серіппенің серпімділік коэффициентін табыңыз. Маятниктегі жүктің массасы m=201гр.
Жаттығу № 2