Порядок выполнения работы

A τ, град

1. Включить установку в сеть и проверить работу регистрирующих систем: электронного секундомера и счетчика числа колебаний.

0 4 8 12 A 0, град

Рис. 4

2. Задать начальную амплитуду A ₀. По графику (рис. 4) определить амплитуду A _τ последнего колебания, при котором начальная амплитуда уменьшится в e раз (A = A ₀/ e).

3. Отклонить шарик из положения равновесия на A ₀. Измерить число ко­ лебаний N_e и время t, по истечению которого амплитуда примет значение A _τ.

4. Опыты по пунктам 2 и 3 выполнить по 3 раза для трех значений угла наклона плоскости колебания шарика: 10°, 20°, 30°.

5. Вычислить логарифмический декремент затухания и период колебаний

.

6. Вычислить коэффициент затухания и добротность колебательной системы

.

7. Вычислить коэффициент сопротивления

.

Результаты измерения занести в табл. 1.

Таблица 1

g

i

A 0

A t

Ne

t

d i

<d>

Ti

< T >

b i

<b>

Qi

< Q >

ri

< r >

8. Проанализировать изменение коэффициентов b и r, а также периода колебаний T в зависимости от угла наклона g плоскости колебаний.

Контрольные вопросы

1. Записать кинематическое уравнение гармонических колебаний и охарактеризовать все величины, входящие в него.

2. Записать дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Изобразить это решение графически.

3. Что такое логарифмический декремент затухания? Объяснить силовой и энергетический смысл добротности колебательной системы.

4. Объяснить физический смысл коэффициента затухания и времени релаксации. Какова связь между этими величинами?

5. Каким образом изменяются коэффициенты r и b, а также период колебаний системы T при увеличении угла наклона плоскости колебаний?

6. Каким образом на практике добиваются гашения колебаний?