Измерения

Для проведения измерений необходимо иметь два маятника на общем основании, набор пружин, секундомер. Во время измерений нельзя сотрясать установку: в противном случае случайные толчки могут сильно исказить картину колебаний. Оба маятника должны иметь равные периоды колебаний.

1. Проконтролируйте совпадение периодов маятников при отсутствии связи между ними на 30-50 колебаниях.

2. Измерьте период синфазных колебаний Т₁, а также для встречных колебаний периодТ₂по три раза на 30-50 колебаниях.

3. Проделайте те же измерения, что и в п.2 при другой пружине связи.

4. Измерьте период Тпять раз на десяти колебаниях.

5. Измерьте период биений Т_бдесять раз. В начальный момент один из маятников должен находиться в покое.

6. Выразите коэффициент связи через Т₁иТ₂по формуле (26).

7. Рассчитайте ТиТ_бс помощьюТ₁иТ₂по формулам (24), (25).

8. Оцените погрешности полученных результатов и найденных значений периодов.

При проведении эксперимента особое внимание следует обращать на правильную установку начальных отклонений маятников. В эксперименте с биениями следует обратить внимание на то, что при прохождении через колебательный минимум каждый маятник скачкообразно меняет свою фазу.

Контрольные вопросы

1. Какие движения называют колебаниями? Какие колебания называют гармоническими? Негармоническими?

2. Перечислите физические величины, характеризующие гармонические колебания. Что такое фаза колебаний и что она определяет? Что определят начальная фаза? Что такое частота колебаний? Что такое циклическая (угловая) частота ω? Как связаны между собой линейная частота  и циклическая ω? Чему равны период, амплитуда, начальная фаза колебания

х = 0.6cos

3. Назовите величины, которые характеризуют затухающие колебания? Дайте их определения.

4. Запишите уравнения движения колеблющегося тела без учета сил трения (с учетом сил трения).

5. От каких величин зависит период колебания пружинного маятника?

6. Каков физический смысл добротности колебательной системы?

7. Напишите общее выражение для амплитуды результирующего колебания, полученного при сложении двух колебаний одной частоты, совершающихся вдоль одной прямой. При каком условии амплитуда результирующего колебания будет равна сумме амплитуд составляющих колебаний? модулю их разности?

8. Выведите уравнение движения при сложении двух колебаний, происходящих вдоль одной прямой и имеющих разные частоты, но одинаковые амплитуды.

9. Какие колебания называют биениями? При каких условиях они получаются? Выведите формулу биений. Чему равна частота биений?

Список литературы

1. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т.1.М.: Наука,1977. С.182-186, 191-196, 199-202.

2. Хайкин С.Э. Физические основы механики. М.: Наука, 1971. С.587-600, 611-616, 628-638.

3. Стрелков С.П. Механика.М.:Наука, 1975. С.420-437, 459-466.

4. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. М.: Высш. шк., 1986.—С.277-283, 291-296.