Задание 3. Определение характеристик затухания
1. Отклоните строго вертикально груз определенной массы m от положения равновесия, растягивая пружину на а0 = 20 мм. Зафиксируйте положение вдвое меньшей амплитуды а = 10 мм.
2. Отпустите пружину, включив секундомер, и считайте колебания до тех пор, пока нижняя плоскость наборного груза не перестанет пересекать отметку, сигнализирующую об уменьшении амплитуды в 2 раза. По достижении упомянутого момента выключите секундомер, зафиксировав время t и число n колебаний.
3. Повторите опыт еще 2 раза и занесите экспериментальные данные в таблицу:
№ опыта |
а0, мм |
а, мм |
t, с |
n |
T, с |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4. Оцените абсолютные и относительные погрешности а0, а, t, T.
5. Рассчитайте значения λ, β, τ, Q и оцените погрешности этих величин.
6. Представьте окончательные результаты:
,
;
,
;
,
;
,
.
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. При каких условиях выполняется закон Гука?
4. Какие колебания называются затухающими? Выведите дифференциальное уравнение, описывающее затухающие колебания.
5. Можно ли назвать затухающие колебания строго периодическими?
6. Как зависит от времени амплитуда и энергия затухающих колебаний?
7. Что такое коэффициент сопротивления, коэффициент затухания, время релаксации, логарифмический декремент затухания, добротность осциллятора?
8. При каком условии наблюдается апериодическое движение?