Экспериментальная часть. Выберите режим свободных колебаний (в окне «тип коле­баний» нажмите левую кнопку).

Выберите режим свободных колебаний (в окне «тип коле­баний» нажмите левую кнопку).

1.Установите нужное значение коэффициента затухания . Для этого ползунок, отвечающий за установку коэффициента затухания, совместите с первой меткой .

2.Измерьте период и определите собственную частоту ко­лебаний. Для этого: убедитесь, что выбраны свободные колеба­ния. Затем при помощи мыши отклоните грузик из положения равновесия до максимума (5 см) и измерьте время нескольких полных колебаний, нажав кнопку «пуск» управления секундо­мером. Число колебаний, по возможности, должно быть как можно большим (около 10). Определите период колебаний и круговую частоту собственных колебаний. Эту операцию сле­дует провести не менее 10 раз. В дальнейшем используется среднее значение периода колебаний. Для известного среднего периода циклическая частота = 1/< T>, круговая = 2π v. Ре­зультаты следует занести в табл. 9.1, где N— номер измерения; n -число колебаний; t -полное время; Т - период: Т = t/n; сред­ний период < Т> = /N_изм, N_изм - число измерений.

3.Измерьте декремент затуха­ния и определите коэффициент за­тухания. Для этого убедитесь, что выбраны свободные колебания. По­сле этого отклоните грузик из по­ложения равновесия и определите начальную амплитуду. Нажмите кнопку «пуск» управления секун­домером и измерьте следующую через период. Зная средний период, определите логарифмический декремент затухания по форму­ле (9.4). С его помощью вычислите коэффициент затухания, а также добротность осциллятора.

4.Измерьте амплитуду колебаний при разных частотах вы­нуждающей силы. Выберите «вынужденные колебания» на экране. Для этого нажмите кнопку «вынужденные». Затем ус­тановите малую частоту вынуждающей силы, используя соответ­ствующий «ползунок», или введите число в предназначенное для этого окно. Нажмите кнопку «пуск» управления колебаниями. Дождитесь установления стационарного режима вынужденных колебаний (амплитуда перестает изменяться) и измерьте амплитуду.

Подобные измерения следует про­вести для нескольких частот вы­нуждающей силы (около 10 значе­ний) в интервале от нуля до двух собственных частот, причем шаг измерений вблизи резонанса должен быть меньше, чем вдали от него. Результаты измерений занесите в табл. 9.2.

N		A, cм

Таблица 9.2

5.Постройте фазовую резонансную кривую.

Величина = arctg , в формуле является начальной фазой вынужденных колебаний. Зная частоту собст­венных колебаний и коэффициент затухания, определенные ра­нее, постройте зависимость ().

6.Выберите другой коэффициент затухания (всего реко­мендуется три разных) и повторите пункты 2-5

7.Проанализируйте вид резонансных кривых в зависимо­сти от величины коэффициента затухания.

Контрольные вопросы и задания

1. Какие колебания называются гармоническими? Какими параметрами они характеризуются?

2. Какие силы вызывают гармонические колебания?

3. Какие колебания называются затухающими и чем вы­звано их затухание?

4. Что такое логарифмический декремент затухания?

5. Что такое добротность колебательной системы и от чего она зависит?

6. Какие колебания называются вынужденными?

7. Как зависит амплитуда вынужденных колебаний от час­тоты вынуждающей силы?

8. Что такое резонанс?

9. От чего зависит форма резонансной кривой?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Трофимова, Т.И. Курс физики (учебное пособие для технических специальностей ВУЗов) / Т.И. Трофимова. - М.: Издательский центр «Академия», 2007, 2008. - 560 с.