VI. Порядок виконання роботи

 

Завдання 1. Визначення коефіцієнта пружності пружини.

1. Підвісити зняту пружину на штативі. Зафіксувати на шкалі нижній кінець пружини. Підвісити за нього заданий вантаж і виміряти видовження пружини D х.

2. На лабораторних терезах зважити вантаж і знайти його масу.

3. Пункт 1 і 2 повторити ще для двох вантажів.

4. Для кожного досліду обчислити   k за формулою

.                                    (16.15)

5. Методом приведення до прямих вимірювань знайти k і довірчий інтервал D k за схемою № 1 обробки результатів вимірювань.

Можна користуватись і одним вантажем, повторюючи дослід 3-5 разів. Так як вимірювання у цьому випадку рівноточні, то середнє значення коефіцієнта пружності і довірчий інтервал знаходиться за схемою № 4 обробки непрямих вимірювань.

6. Результати вимірювань і обчислень занести у раціонально вибрану таблицю.

 

Завдання 2. Визначення частоти однофазних коливань.

1. Зняти пружини 10, 11, які з'єднують тягу зовнішньої сили з маятниками, маятники з’єднати пружиною, з відомою жорсткістю k.

2. Обидва маятники відхилити на кут a=15^о і відпустити. Коливання при цьому відбуваються без деформації пружини. Зафіксувати час десяти коливань (n=10).

3. Дослід повторити не менше 5 разів.

4. За формулою

                             (16.16)

знайти середнє значення частоти однофазних коливань. Довірчий інтервал Dw₁¢ оцінити за схемою № 4 для непрямих вимірювань, бо ці вимірювання є рівноточними.

5. Виміряти довжину маятника , при цьому врахувати, що віддаль між нарізами на спицях становить 5 мм з похибкою 0,1 мм.

6. Результати вимірювань і обчислень занести в таблицю.

7. За формулою (16.10) обчислити “теоретичне” значення частоти w₁, оцінити похибку Dw₁ за схемою № 4. Порівняти значення частот однофазних коливань, обчислених за формулами (16.10) і (16.16).

8. Зробити висновки про гармонічність цих коливань.

 

Завдання 3. Визначення частоти протифазних коливань.

1. Пункт 1 завдання 2 залишити без змін.

2. Відхилити маятники (спиці з вантажами) у протилежні сторони так, щоб кут між ними дорівнював a=a₁+a₂»15^о+15^о, де a₁ і a₂ – кути між спицями і вертикаллю. Відпустити їх і зафіксувати час n=10 коливань.

3. Дослід повторити 5 разів.

4. За формулою  знайти середню частоту . Довірчий інтервал оцінити за схемою № 4 для непрямих вимірювань. Результати вимірювань і обчислень занести в таблицю.

5. Виміряти довжину d, при цьому врахувати, що віддаль між нарізами на спицях становить 5 мм з похибкою 0,1 мм.

6. За формулою (16.12) обчислити w₂. Довірчий інтервал оцінити за схемою № 4. Порівняти одержані значення частот протифазних коливань, одержаних за формулою (16.12) і експериментально.

7. Зробити висновки про гармонічність цих коливань.

 

Завдання 4. Визначення частоти биття.

1. Визначити частоту биття за формулою

.                                            (16.17)

2. Для того, щоб спостерігати биття, потрібно один з маятників вивести з положення рівноваги, а другий придержати у положенні рівноваги. Далі надати маятникам можливість вільно коливатись.

3. Безпосередньо виміряти період биття, зафіксувавши секундоміром час між двома послідовними максимальними відхиленнями одного із маятників або тривалість декількох таких періодів, обчислити циклічну частоту w_е та порівняти її з попередньо одержаним значенням w за формулою (16.17).

Завдання 5. Спостереження резонансу.

1. Приєднати до маятників пружини 10, 11.

2. Ввімкнути вмикач двигуна 15.

3. Регулятором 16 збільшувати частоту зовнішньої сили. При різкому зростанні амплітуди в системі спостерігайте резонанс.

4. Записати кінцевий результат і зробити висновки.