Исследование затухающих колебаний

Измерения выполняются с маятниками № 2 – сферической бусинкой и № 3 – теннисным шариком. Предварительно измерьте их диаметр штангенциркулем, а массы – с помощью электронных весов. Длина для обоих маятников равна 199 см, поэтому данные маятники можно рассматривать как математические. Из-за большого значения вместо угловой амплитуды колебаний будем использовать линейную амплитуду , которая измеряется подвижной линейкой. Предварительно нулевое деление линейки совмещается с нитью покоящегося маятника. Выполните измерения в следующем порядке.

1. Приведите маятник № 2 в колебания с амплитудой отклонения 2 см.

2. Определите время уменьшения амплитуды вдвое и (одновременно) число колебаний, совершаемых за время уменьшения амплитуды вдвое . Измерения времени проведите не менее трех раз. Период колебаний при этом равен . Результаты внесите в табл. 8.3.

3. Повторите измерения для амплитудой отклонения 4 см и 10 см. Внесите результаты в табл. 8.3.

Таблица 8.3

, см	№	Маятник №2 (бусинка)
, с			, с	, с-1	, с	, с
	1.
2.
3.
Средн.
Погр.
	1.
2.
3.
Средн.
Погр.

4. Повторите (по указанию преподавателя) пп. 1-3 для маятника №3 (теннисного шарика). Для записи результатов расчертите таблицу, аналогичную табл. 8.3.

5. Для изученных маятников вычислите (по формулам (8.42)-(8.46)) характеристики затухающих колебаний, приведенные в табл. 8.3, и их погрешности. Постройте графики зависимости и от и сделайте вывод о применимости в данном случае модели затухающих колебаний (8.46).

5. Вычислите (по формулам (8.24), (8.26)) значения чисел Рейнольдса и проверьте условия применимости формулы Стокса (8.25).

6. Найдите теоретические значения времени

(8.59)

и сравните результат с экспериментальными значениями. Объясните причину возможных различий между ними.

Контрольные вопросы

1. Поясните, какие колебания называются гармоническими? Как определяются параметры гармонических колебаний?

2. Напишите динамическое уравнение колебаний физического маятника и выведите формулу (8.9) для определения периода его колебаний.

3. Напишите динамическое уравнение колебаний математического маятника и выведите формулу (8.11) для определения периода его колебаний.

4. Объясните, зависит ли период колебаний физического и математического маятников от амплитуды? Разъясните, как зависит период ангармонических колебаний физического маятника от амплитуды?

5. Расскажите о затухающих колебаниях и их характеристиках.

6. Поясните вывод уравнения затухающих колебаний маятника.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.3
Температурная зависимость сопротивления ПРОВОДНИКОВ И полупроводников

 

Цель работы: изучение температурных свойств проводников и полупроводников.

Приборы и принадлежности: набор проводников, термистор, два омметра, водонагреватель, кусочки льда.

Литература: [1-4]

План работы:

1. Изучение электропроводности металлов.

2. Изучение электропроводности полупроводников.

3. Изучение экспериментальной установки.

4. Определение зависимости сопротивлений проводника и термистора от температуры.

5. Вычисление энергии активации полупроводника.

6. Изучение электропроводности твердых тел с помощью пакета программ «Открытая физика».