- •Вивчення коливань зв’язаних маятників
- •Теоретичні відомості
- •Обидва маятники коливаються з другою нормальною частотою
- •Порядок виконання роботи
- •Увага! в цій роботі електродвигун не використовують!
- •Виконують випадок б з теоретичних відомостей і знаходять частоту протифазних нормальних коливань зв’язаних маятників . Дослід повторюють 3-5-7 разів. Результати заносять до таблиці 2.
Обидва маятники коливаються з другою нормальною частотою
. (21)
У цьому випадку пружина зв’язку жорсткістю k розтягується і впливає на рух маятників. Важливо звернути увагу на відстань S, де закріплена пружина зв’язку.
В.
Нехай у початковий момент часу другий
маятник знаходиться у стані спокою, а
перший маятник відхилений на початковий
кут
.
Тоді
,
звідки
.
Відповідно для першого маятника отримаємо закон руху
.
(22)
Вважаємо,
як у нашому випадку, зв’язок достатньо
слабким, тобто, що
,
отримаємо, що
і
.
У цьому випадку (22) описує так звані
биття двох близьких частот, тобто
можна розглядати (див. рис. 2) як коливання,
що відбуваються з
Рис. 2.
періодом
амплітуда якого повільно (по відношенню
до Т1)
змінюється з часом за законом
з періодом
(тобто Тбиття>>Т1).
Для другого маятника, що знаходився у початковий момент у спокої аналогічним шляхом отримаємо
.
(23)
Порядок виконання роботи
Ознайомитися з теоретичними відомостями.
З
ібрати
два однакових маятники з однаковими
параметрами m, l, S (див. рис. 3). Для цього
використовують перший (ближній) маятник
і другий (дальній) маятник. Пружини, які
з’єднують другий маятник з маятником
(третій, самий дальній), що з’єднаний
з електродвигуном, слід зняти (обов’язково
обидві).
Увага! в цій роботі електродвигун не використовують!
Рис. 3. Схема маятника.
Виконують випадок А з теоретичних відомостей і знаходять
частоту синфазних коливань з’єднаних
маятників
.
Дослід повторюють 3-5-7 разів. Результати
заносять до таблиці 1.
Таблиця 1
№ п/п |
кг |
кг |
м/с2 |
м/с2 |
м |
м |
|
с |
с |
, с-1 |
с-1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
середнє |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
