3.2. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка (рис. 3.2) для исследования затухающего колебательного движения включает установку с пружинным маятником (штатив 1, пружина 2, груз 3); датчик ускорения (+5g) 4, который крепится на груз 3; соединительный кабель с 8-контактными разъемами типа miniDIN; систему обработки данных 3B NETlogTM 5; компьютер 6.

Рисунок 3.2 – Схема лабораторной установки для исследования затухающего колебательного движения: 1 – штатив, 2 – пружина, 3 – груз, 4 – датчик ускорения, 5 – система обработки данных, 6 - компьютер

3.3. Порядок выполнения работы

1. Собрать лабораторную установку согласно принципиальной схеме (рис. 3.3).

Рисунок 3.3 – Принципиальная схема установки для исследования затухающего колебательного движения: 1 – пружинный маятник; – колебательное движение; – аналоговый сигнал; 2 – датчик ускорения (+5g); – цифровой сигнал; 3 – блок фиксации обработки данных; – обработанные данные; 4 – персональный компьютер.

2. Прикрепить датчик ускорения на груз.

3. Соединить датчик ускорения с системой обработки данных 3B NETlog^TM 8-контактными соединительным кабелем.

4. Включить систему обработки данных 3B NETlog^TM кнопкой ON/OFF.

5. Нажать на кнопку STORE системы обработки данных.

6. Возбудить малые колебания груза, одновременно нажав кнопку Data/Time.

7. Зафиксировать на секундомере 10 секунд и по истечению времени нажать кнопку Data/Time.

8. Пункты 6-7 повторить 3 раза.

9. Отключить 8-контактный кабель от системы обработки данных 3В NETlog^TM и подключить его к компьютеру.

10. Запустить на компьютере программу 3BNETdatа и нажать кнопку Read. Полученные данные сохранить, нажав кнопку Write Selected Files. При этом на рабочем столе компьютера появятся 3 текстовых документа. Преобразовать полученные данные и перевести в программу Microsoft Office Excel.

11. Построить график зависимости ускорения от времени.

12. По графику определить период колебания Т и значения амплитуд А₁ и А₂ затухающих колебаний в моменты времени, отличающиеся на один период.

13. Максимально возможные погрешности при n числе измерений А₁, А₂ и Т соответственно равны:

(3.17)

где А_1i=|А_1i-A_ср|, А_2i=|А_2i-A_ср|, T=|T_i-T_ср| - абсолютные погрешности измерений А₁, А₂ и Т соответственно.

14. Рассчитать логарифмический декремент затухания δ по формуле (3.16).

15. Вычислить коэффициент затухания β, коэффициент сопротивления r по формулам (3.15) и (3.12) соответственно.

16. Вычислить абсолютную и относительную погрешности косвенных измерений δ, β и r по формулам:

(3.18)

15. Распечатать фрагмент массива.

3.4. Содержание отчета

1. Номер и название лабораторной работы.

2. Цель работы.

3. Краткий конспект теоретического обоснования работы.

4. Оборудование.

5. Принципиальная схема для исследования затухающего колебательного движения.

6. Результаты замеров и вычислений в электронном виде по форме:

№	А1, м	ΔА1, м	А2, м	ΔА2, м	Т, с	ΔТ, с	δ	β, с-1	r, кг/с
1
2
3
Среднее значение

7. График зависимости ускорения от времени а=f(t).

8. Средние значения величин амплитуд А₁, А₂, Т и определить их абсолютные погрешности ΔА₁, ΔА₂, ΔТ.

9. Вычисление логарифмического декремент затухания δ по формуле (3.16).

10. Определение коэффициента затухания β по формуле (3.15).

11. Определение коэффициент сопротивления r по формуле (3.12).

12. Вычисление погрешности измерений по формулам (3.17), (3.18).

13. Окончательные результаты в виде:

δ=(δ_ср ± Δδ_max), ε,%;

β=(β_ср ± Δβ_max), [с^-1], ε,%;

r=(r_ср ± Δr_max), [кг/с], ε,%.

14. Выводы.