Задание 3. Определение характеристик затухания
1. Отклоните строго вертикально груз определенной массы m от положения равновесия, растягивая пружину на а0 = 27 мм. Зафиксируйте положение амплитуды, меньшей в е раз: а ≈ 10 мм.
2. Отпустите пружину, включив секундомер, и считайте колебания до тех пор, пока нижняя плоскость груза не перестанет пересекать отметку, сигнализирующую об уменьшении амплитуды в е раз. По достижении упомянутого момента выключите секундомер, зафиксировав время t и число Nе колебаний.
3. Повторите опыт еще 2 раза и занесите экспериментальные данные в таблицу:
№ опыта |
а0, мм |
а, мм |
t, с |
Nе |
T, с |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4. Оцените абсолютные и относительные погрешности а0, а, t, T.
5. Рассчитайте значения λ (14), β (13), τ (12), Q (17) и оцените погрешности этих величин.
6. Данные, полученные в п. 4, п. 5 представьте в виде таблицы. Вид таблицы выберите самостоятельно.
7. Представьте окончательные результаты в виде:
,
;
,
;
,
;
,
.
8. Сделайте вывод о проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. В чем сущность статического метода определения коэффициента жесткости?
2. В чем сущность динамического метода определения коэффициента жесткости?
3. Расскажите о деформациях.
4. При каких условиях выполняется закон Гука?
5. Какие колебания называются незатухающими? Выведите дифференциальное уравнение, описывающее незатухающие колебания.
6. Какие колебания называются затухающими? Выведите дифференциальное уравнение, описывающее затухающие колебания.
7. Можно ли назвать затухающие колебания строго периодическими?
8. Как зависит от времени амплитуда и энергия затухающих колебаний?
9. Что такое коэффициент сопротивления, коэффициент затухания, время релаксации, логарифмический декремент затухания, добротность осциллятора?
Литература
Савельев И.В. Курс общей физики, т.1, М.;1986, ;§§49,50,53,58.
Яворский Б.М., Пинский А.А. Основы физики,т.2.,М.; 1974,; §§49.1, 49.2, 49.3, 51.1.
Маисова Н.А. Лабораторный практикум по физике.,М.;1970.
Федоров Г.Ф., Евдашкин В.И., Кушкин С.А. Методические рекомендации к лаб. раб. По механике и молекулярной физике. Астрахань. АГТУ. 1991.