Задание 3. Исследование биений в системе связанных маятников.
Заготовьте в тетради таблицу № 3 для записи результатов измерений:
|
Период биений (экспериментальное значение) Тб, эксп., с |
Период биений (теоретическое значение) Тб, теор., с |
Частота биений (экспериментальное значение) ωб, эксп., с-1 |
Частота биений (теоретическое значение) ωб, теор.., с-1 |
|
|
|
|
|
Установите один маятник в положение равновесия, а второй – отклоните на небольшой угол. Подготовьтесь к наблюдению за колебаниями неотклонённого маятника.
Отпустите одновременно оба маятника и включите секундомер.
Через некоторое время амплитуда колебаний неотклонённого маятника снова станет равной нулю. В этот момент остановите секундомер, он покажет время, равное периоду биений системы маятников.
Рассчитайте, используя данные таблиц № 1, № 2 и формулы (24), (24’), (26), (30), теоретическое значение периода биений. В качестве значений для подстановки из таблиц используйте значения с индексом «теоретическое».
Рассчитайте, используя данные таблицы № 3 и формулы (24), (24’), экспериментальные значения частоты и периода биений.
Сделайте выводы по выполненной работе.
Контрольные вопросы
Понятие о колебательном процессе. Классификация колебаний.
Понятие о колебательной системе. Состояние равновесия и условие возникновения колебаний.
Синфазные колебания: определение, вывод дифференциального уравнения и его решение. Способы возбуждения синфазных колебаний в связанной системе.
Противофазные колебания: определение, вывод дифференциального уравнения и его решение. Способы возбуждения противофазных колебаний в связанной системе.
Биения: определение, получение решения уравнения биений для системы двух связанных маятников, колеблющихся с одинаковыми амплитудами.
Условия наступления биений в колебательной системе и способы возбуждения биений.
Графическое представление биений. Период и частота биений, их связь с периодами и частотами нормальных колебаний.
Превращение энергии в связанной системе двух маятников.