Өлшеулер жүргізу реті

Физикалық маятниктің тербеліс амплитудасының уақытқа тәуелділігін анықтау үшін шкаланың маятниктің бастапқы ауытқуын 14 шкаланың –14 бөлігін алу ұсынылады.

1. 12 бөлікке келгенде қосу керек және оны тоқтатпай шкаланың 10,8,6,4 және 2 бөліктеріндегі көрсеткіштерді жазып алу керек.

2. Алынған нәтижелермен

тәуелділік графигін салыңыз. Егер өшетін тербелістер амплитудасы шынында уақыт бойынша экспоненциалды заңмен азайса, онда бұл графиктегі нүктелер түзу бойында жатады.

3. Осы түзудің көлбеулігінің тангенсі бойынша өшу коэффициентін, логарифмдік өшу декрементін және жүйе төзімділігін анықтаймыз.

4. Өшетін тербелістер периодын анықтаңыз. Ол үшін физикалық маятниктің 50 тербелістің уақытын өлшеңіз. Сосын маятниктен қағаз «қанаттарын» алып маятниктің меншікті тербелісін анықтаңыз (50 толық тербеліс уақытын есептеңіз).

5. есептеңіз.

6. Өлшеулер және есептеулер нәтижелерін кестеге толтырыңыз.

1. Өлшеу нәтижелері мен есептеулерді таблицаға енгізіңіз.

а (t), cм	12	10	8	6	4	2	со
t, c							=
Ln аo(t)							
							
							Q

Бақылау сұрақтары

1. Өшетін тербелістердің дифференциялды теңдеуін жазыңыз.

2. Физикалық маятниктің еркін өшетін тербелістерінің амплитудасының уақытқа тәуелділігінің аналитикалық түрі қандай? Қандай координаталарда бұл тәуелділікте түзу сызық береді?

3. Өшу коэффициентін  графиктен қалай табамыз? -ны біле отырып, логарифмдік өшу декременті мен жүйе төзімділігін Q қалай анықтаймыз?

4. Орта кедергісі бар кезде еркін тербелістер периоды қалай өзгереді (артады немесе кемиді)?

5. Еркін тербелістер деп қандай тербелістерді айтады? Оның амплитудасы, бастапқы фазасы және жиілігі немен анықталады?

6. Логарифмдік өшу декременті деп нені түсінеді? Бұл шама жұмыста қалай анықталады?

7. Жұмыста еркін тербелістер жиілігі қалай анықталады? Еркін тербелістер жиілігі мен меншікті тербелістер жиілігі арасындағы айырмашылық неде? Олар қашан сәйкестенеді?

Введение Методы измерения в механике

Процесс научного познания можно схематически представить состоящим из трех последовательных ступеней:

1. Восприятие или наблюдение – первичное изучение физических процессов в их разнообразных конкретных проявлениях.

2. Обобщение наблюдений, т.е. выделение характерных особенностей процессов одного типа, установление связей между ними и создание гипотез, предположительно объясняющих эти связи.

3. Проверка истинности гипотезы на практике или в эксперименте – моделирование реальных условий процесса, соответствующих принятым при построении гипотезы обобщениям и предположениям.

Если при этом хотя бы один эксперимент противоречит гипотезе, она отбрасывается или перерабатывается. Подтверждение гипотезы всеми возможными экспериментами превращают гипотезу в теорию, а установленные ею связи в законы.

На разных этапах развития физики ведущее значение придавалось различным ступеням познания. На современном этапе, начиная приблизительно с времен Галилея, ведущая роль принадлежит третьей ступени – проверке гипотез в ходе физических экспериментов. Это вовсе не означает, что эксперимент является единственной основой науки.

Любой эксперимент, ставится в рамках существующих гипотез и имеет для науки такое же значение как и проверяемые им гипотезы. Поэтому с отменой гипотезы отпадает и надобность в результатах соответствующего эксперимента. Однако, накопленный в ходе эксперимента опыт проведения измерений сохраняется и используется в дальнейших экспериментах. В этом смысле методика измерений и экспериментальная физика представляет собой единый непрерывно развивающийся процесс, в котором одинаково важно знать и современные и давно не применяющиеся методы измерений.

Физики давно уже поняли, что гипотезы и теории, а также законы удобно формулировать в виде математических соотношений. В таком виде они наиболее удобны и универсальны в различных применениях. Соответственно, измерения проводятся таким образом, чтобы их результаты можно было представить в виде ряда чисел. Поэтому необходимыми условиями проведения измерения является наличие эталона измеряемой величины и измерительного прибора или прибора сравнения, а само измерение по сути дела заключается в том, чтобы установить во сколько раз измеряемая величина больше или меньше соответствующего эталона.

В зависимости от способа сравнения измерения могут быть прямыми или косвенными. При прямых измерениях эталон бывает непосредственно связан с прибором сравнения. Простейшим примером прямого измерения является измерение длины. В этом случае, как правило, масштабная линейка, представляющая собой вторичный эталон длины, непосредственно прикладывается к измеряемому телу. Первичным эталоном длины является эталон метра, хранящийся в Парижской Палате мер и весов, либо длина волны излучения соответствующего переходу между уровнями 2 р₁₀ и 5 d₅ атома криптона – 86. Очевидно, что использование первичных эталонов в каждом измерении невозможно.

Эталон может быть использован непосредственно в ходе измерения, либо для предварительной градуировки измерительного прибора. Например, при взвешивании на пружинных весах предварительно с помощью эталона делается градуировка шкалы весов, а затем измерения проводятся с уже проградуированной шкалой.

Прибор сравнения может быть различной сложности. Например, при измерении длины прибор сравнения – просто две риски, ограничивающие измеряемую длину и устройство, перемещающее между ними эталон. В электроизмерительных приборах используются уже более сложные системы, преобразующие измеряемую величину в другую, которая уже непосредственно измеряется. Широкое распространение в приборах сравнения получили различные вычислительные устройства. Например, измерение энергии заряженных частиц осуществляется с помощью сложных вычислительных машин. Непосредственные измерения с использованием органов чувств человека в этом случае просто невозможны.

Во многих случаях измерения не могут быть проведены непосредственно, либо из-за отсутствия соответствующих эталонов, либо из-за отсутствия прибора сравнения. Например, можно создать эталон скорости, но невозможно создать прибор, позволявший бы сравнивать измеряемую скорость с эталоном. В этих случаях приходится применить расчет измеряемой величины по измеренным величинам, функционально связанным с измеряемой. Например, скорость мы обычно измеряем, отдельно измеряя расстояние и время. Такие измерения получили название косвенных измерений.