Автоматизированный лабораторный комплекс ТМл-18 «Двойной маятник» (96

в) протарировать датчики углов поворота маятников. Для этого следует груз А установить на верхний левый фиксатор, а груз В – на нижний правый фиксатор и зафиксировать это положение. Затем надо вернуть стержни в вертикальное положение и также зафиксировать это положение;

г) после проведения тарировки груз А необходимо установить на левый верхний фиксатор, а груз В – на нижний левый фиксатор; д) нажать на клавиатуре клавишу «Пробел» и отключить только один фиксатор, удерживающий груз B, – данные, снимаемые с датчиков, будут записаны в файле под указанным вами именем; после окончания записи колебаний второй парциальной системы программа вернется к пункту меню «Проведение эксперимента»

(см. рис. 4);

е) обработать полученные данные. Для этого в подменю лабораторной работы (см. рис. 4) необходимо войти в раздел «Обработка данных и моделирование». Диалоговая панель этого раздела имеет два окна для вывода графиков колебаний реального маятника и математической модели;

Рис. 7. Колебания второй парциальной системы. Экспериментальные кривые

ж) в меню этого раздела выбрать пункт «Обработка». При запуске этого режима система запросит имя файла с эксперимен-

11

тальными данными, начальное значение угла отклонения и значение временного интервала записи колебаний маятника (значение этого интервала может быть и меньше интервала записи). После ввода этих данных запустится процедура обработки экспериментальных данных и построения графика, который будет выведен в верхнем окне панели. Полученный график следует распечатать, выбрав пункт меню «печ_Эксперимент» (рис. 7).

Распечатанный график подлежит обработке для получения второй парциальной частоты.

3.3. Исследование главных колебаний системы

Исследование первого главного колебания системы

В подменю лабораторной работы следует войти в раздел «Проведение эксперимента» (см. рис. 4). При этом запустится программа, обеспечивающая проведение физического эксперимента. После запуска программы необходимо:

а) ввести имя файла, в котором будут размещены данные, полученные экспериментально;

б) задать временной интервал между измерениями угла поворота стержня маятника и ввести интервал времени проведения эксперимента;

в) протарировать датчики углов поворота маятников. Для этого груз А установить на верхний левый фиксатор, а груз В на нижний правый фиксатор и зафиксировать это положение. Затем вернуть стержни в вертикальное положение и также зафиксировать это положение;

г) после проведения тарировки необходимо груз А установить на левый верхний фиксатор, а груз В – на нижний левый фиксатор;

д) нажать на клавиатуре клавишу «Пробел» и отключить оба фиксатора, удерживающие грузы А и В, – данные, снимаемые с датчиков, будут записаны в файле под указанным вами именем; после окончания записи колебаний системы, соответствующих первой собственной частоте, программа вернется к пункту меню «Проведение эксперимента» (см. рис. 4);

е) обработать полученные данные. Для этого в подменю лабораторной работы ТМл-18 войти в раздел «Обработка данных и моделирование» (см. рис. 4). Диалоговая панель этого раздела имеет

12

два окна для вывода графиков колебаний реального маятника и математической модели.

В меню этого раздела выберите пункт «Обработка» (рис. 8). При запуске этого режима система запросит имя файла с экспериментальными данными, начальное значение угла отклонения и значение временного интервала записи колебаний маятника (значение этого интервала может быть и меньше интервала записи). После ввода этих данных запустится процедура обработки экспериментальных данных и построения графика, который будет выведен в верхнем окне панели.

Рис. 8. Первое главное колебание. Экспериментальные кривые

Затем выберите пункт меню «Парциальные» (см. рис. 8) и последовательно введите значения парциальных частот и отношения длин стержней О1А и О2В.

После этого обратитесь к пункту меню «Расчет» (см. рис. 8) – будет запущена программа моделирования первого главного колебания. В основу расчетов заложены соотношения (4)–(8).

Результаты расчета будут выведены в нижнем окне панели в виде последовательности точек (рис. 9). Графики колебаний, полученные экспериментально и рассчитанные по формулам (4)–(8), могут быть совмещены в нижнем окне для визуального сравнения. Для этого следует выбрать пункт меню «Совместить» (рис. 10).

13

Рис. 9. Первое главное колебание. Экспериментальные и расчетные кривые

Рис. 10. Первое главное колебание. Сравнение экспериментальных и расчетных данных

Результаты исследования первого главного колебания нужно распечатать, выбрав пункт меню «печ_Модель».

Распечатанный график подлежит обработке для анализа адекватности выбранной модели.

14

Исследование второго главного колебания системы

В подменю лабораторной работы следует войти в раздел «Проведение эксперимента» (см. рис. 4). При этом запустится программа, обеспечивающая проведение физического эксперимента. После запуска программы необходимо:

а) ввести имя файла, в котором будут размещены данные, полученные экспериментально;

б) задать временной интервал между измерениями угла поворота стержня маятника и ввести интервал времени проведения эксперимента;

в) протарировать датчики углов поворота маятников, для этого груз А установить на верхний левый фиксатор, а груз В – на нижний правый фиксатор и зафиксировать это положение. После этого вернуть стержни в вертикальное положение и также зафиксировать это положение;

г) после проведения тарировки необходимо груз А установить на левый верхний фиксатор, а груз В – на нижний правый фиксатор;

д) нажать на клавиатуре клавишу «Пробел» и отключить оба фиксатора, удерживающие грузы А и В, – данные, снимаемые с датчиков, будут записаны в файле под указанным вами именем; после окончания записи колебаний системы, соответствующих второй собственной частоте, программа вернется к пункту меню «Проведение эксперимента» (см. рис. 4);

е) обработать полученные данные. Для этого в подменю лабораторной работы необходимо войти в раздел «Обработка данных и моделирование». Диалоговая панель этого раздела имеет два окна для вывода графиков колебаний реального маятника и математической модели.

В меню этого раздела выберите пункт «Обработка». При запуске этого режима система запросит у вас имя файла с экспериментальными данными, начальное значение угла отклонения и значение временного интервала записи колебаний маятника (значение этого интервала может быть и меньше интервала записи). После ввода этих данных запустится процедура обработки экспериментальных данных и построения графика, который будет выведен в верхнем окне панели.

Затем обратитесь к пункту меню «Парциальные» и последовательно введите значения парциальных частот и отношения длин стержней О1А и О2В.

15

Далее выберите пункт меню «Расчет» – будет запущена программа моделирования второго главного колебания. В основу расчетов заложены соотношения (4)–(8) – рис. 11. Результаты расчета будут выведены в нижнем окне панели в виде последовательности точек. Графики колебаний, полученные экспериментально и рассчитанные по формулам (4)–(8), могут быть совмещены в нижнем окне для визуального сравнения. Для этого надо выбрать пункт меню «Совместить» (рис. 12).

Рис. 11. Второе главное колебание. Экспериментальные и расчетные кривые

Рис. 12. Второе главное колебание. Сравнение экспериментальных и расчетных данных

16

Результаты исследования второго главного колебания следует распечатать, выбрав пункт меню «печ_Модель».

Распечатанный график подлежит обработке для анализа адекватности выбранной модели.

Проведите анализ полученных результатов и оформите отчет, в который следует включить все распечатки и результаты анализа.

17

18