- •Введение
- •Лабораторная работа №51. Определение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника
- •Теоретическое введение
- •Описание оборотного маятника
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №53. Изучение затухающих и вынужденных гармонических колебаний крутильного маятника
- •Теоретическое введение
- •Свободные затухающие колебания
- •Вынужденные колебания
- •Описание экспериментальной установки метода измерений
- •Техника безопасности
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №54. Определение скорости звука в воздухе методом стоячей волны
- •Теоретическое введение
- •Стоячие волны
- •Описание измерительной установки и метода измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Техника безопасности
- •Интерференция волн. Стоячие волны.
- •Поляризованные волны
- •Описание установки и метода измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №56. Изучение затухающих электромагнитных колебаний в электрическом колебательном контуре при помощи осциллографа
- •Теоретическое введение
- •Затухающие электромагнитные колебания
- •Ход работы
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № 57. Изучение лампового генератора электромагнитных колебаний
- •Теоретическое введение
- •Метод измерения
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №58. Измерение индуктивности катушки методом векторной диаграммы
- •Теоретическое введение
- •Вынужденные колебания в электрической цепи
- •Описание установки и метода измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Техника безопасности
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 59. Изучение резонанса напряжений
- •Теоретическое введение
- •Вынужденные колебания в электрической цепи
- •Резонанс напряжений
- •Описание метода измерений
- •Техника безопасности
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Техника безопасности
Запрещается самостоятельно производить переключения в электрических цепях установки.
Не прикасаться к токопроводящим частям (клеммам, проводам) установки.
Порядок выполнения работы
Определить период колебаний маятника. Для этого при выключенном электромоторе и выведенном магните отклонить диск маятника от положения равновесия и, опустив его, секундомером измерить время t, за которое диск совершает N полных колебаний. Измерения повторить не менее пяти раз. Их результаты занести в таблицу 1. Рассчитывать период колебаний по формуле
(24)
для каждого измерения. Вычислить среднее значение периода.
Измерить логарифмический декремент затухания маятника. Вновь внести диск маятника из положения равновесия и измерить ряд его последовательных амплитуд отклонений Ai от положения равновесия (в одну и ту же сторону) до полной остановки. Результаты занести в таблицу 1 в столбец Ai . В столбец Ai+1 занести тот же ряд амплитудных отклонений так, чтобы против первого оказалось второе, против второго – третье и т.д. Если число отклонений окажется меньше пяти, измерить ещё один ряд амплитудных отклонений и, в таблицу 1, продолжая столбцы Ai и Ai+1. Для каждой пары Ai и Ai+1 вычислить логарифмический декремент затухания по формуле
(25)
а так же его среднее значение.
3. Вычислить собственную частоту ω0 колебаний маятника по формуле
ω0= (26)
где Т и - среднее значение этих величин.
4. Экспериментально изучить зависимость амплитуды А вынужденных колебаний маятника от циклической частоты Ω внешнего периодического воздействия.
Не вводя магнит, включить электромотор установки в сеть переменного тока через автотрансформатор АТ.
Измерить амплитуду А вынужденных колебаний маятника и соответствующие им частоты n вращения вала электромотора не менее, чем при семи частотах. Целесообразно одно измерение произвести при частоте, которая очень близка к резонансу. По нескольку измерений сделать в непосредственной близости от резонанса при частотах меньших о больших резонанса с помощью тахометра. Результаты измерения занести в таблицу 2. Для каждого значения n вычислить соответствующую циклическую частоту колебаний маятника по формуле
Ω=2πZn (27)
где Z - передаточное число червячной передачи (указано на установке)
5. Построить зависимость амплитуды А вынужденных колебаний маятника от циклической частоты внешнего воздействия (резонансную кривую) по данным таблицы 2.
Определить по графику зависимости А() резонансную частоту маятника при выведенном магните. Занести ее значение в табл. 1.
Выполнить измерения, указанные в п.п. 4, 5, 6 при введенном магните. Определить .
Сравнить значение ,с, а так же резонансные кривые друг с другом. Сделать вывод о влиянии коэффициента затухания на резонанс.
Таблица 1
№ измерений |
N |
t, c |
T,c |
Ai град |
град |
δ |
ω0 рад/с |
ΩР1 рад/с |
ΩР2рад/с |
1 . . . 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ср. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
Магнит выведен |
А, град |
|
|
|
|
|
|
|
n, c-1 |
|
|
|
|
|
|
| |
Ω, рад/с |
|
|
|
|
|
|
| |
Магнит введен |
А, град |
|
|
|
|
|
|
|
n, c-1 |
|
|
|
|
|
|
| |
Ω, рад/с |
|
|
|
|
|
|
|
Внимание! В установке используется переменное напряжение 220 В, опасное для жизни, которым питается секундомер и понижающий трансформатор электропривода.