4 Порядок виконання роботи

1. Знайти період та частоту коливань маятника 4 залежно від положення масивного циліндра 3 (координати , див. рис. 5.3). Для цього необхідно від’єднати від лабораторної установки маятник-резонатор 1. Потім виміряти час t, за який відбувається N = 10 коливань маятника 4 (початкове відхилення не повинно перевищувати 5⁰-10⁰). Період буде дорівнювати . Частоту коливань визначити за формулою . Вимірювання періоду та частоти проводити для координат циліндра , що подані у таблиці 5.1. Результати вимірювань періоду та частоти занести у таблицю 5.1.

2. Оцінити похибку вимірювання періоду коливань. Для цього для одного зі значень координати масивного циліндра (наприклад 20 см) провести вимірювання часу t, за який відбувається N = 10 коливань маятника 5 разів. Результати занести у таблицю 5.2.

Таблиця 5.1

Ном. досл.	х, см	t, c	T, c	c-1	AІ	AІІ
1	8
2	10
3	12
4	14
5	16
6	17
7	18
8	19
9	20
10	21
11	22
12	23
13	24
14	25
15	26
16	27
17	28
18	29
19	30
20	31
21	32
22	33
23	34
24	35
25	36
26	38
27	40

Обчислити середнє значення часу :

. (5.18)

Таблиця 5.2

Ном. досл.	t, c	<T>, c	ΔT, c
1
2
3
4
5

Обчислити випадкову похибку вимірювання часу за формулою

. (5.19)

Загальну похибку вимірювання часу визначимо за допомогою співвідношення

, (5.20)

де – похибка приладу для вимірювання часу (секундоміра).

Середнє значення періоду коливань визначимо як

(N = 10). (5.21)

Загальну похибку вимірювання періоду коливань визначимо як

(N = 10). (5.22)

Значення та занести у таблицю 5.2.

3. Приєднати маятник-резонатор 1 до лабораторної установки. Встановити демпфувальний диск паралельно площині коливань. Визначити амплітуду A_І коливань маятника-резонатора 1 залежно від координати масивного циліндра 3. Координати взяти такими, як і у табл. 5.1. Початкове відхилення маятника 4 у всіх експериментах повинно бути однаковим і не перевищувати 5-10⁰. Результати вимірювань занести у таблицю 5.1. Під час проведення експериментів мати на увазі, що амплітуда коливань маятника-резонатора повільно змінюється у часі. У таблицю 5.1 слід записувати її максимальне значення.

4. Повернути демпфувальний диск на 90⁰ і повторити експерименти, що описані в п. 2. Результати вимірювань амплітуди A_ІІ занести у таблицю 5.1.

5. За результатами, що подані у таблиці 5.1, будуємо на одному рисунку залежності амплітуд коливань маятника-резонатора 1 від частоти зовнішнього періодичного джерела (маятника 4) для двох положень демпфувального диска на одному рисунку. З графіків знаходимо ширину резонансної кривої та резонансну частоту для кожного положення демпфувального маятника (див. рис. 5.3). Отримані значення заносимо у таблицю 5.3.

Таблиця 5.3

	Демпфувальний диск паралельний площині коливань	Демпфувальний диск перпендикулярний площині коливань
рез
рез

6. Використовуючи отримані значення ширини резонансних кривих для кожного положення демпфувального маятника, знаходимо значення коефіцієнта згасання, логарифмічного декремента згасання і добротності за формулами (5.12)- (5.14). У цих формулах як частоту згасальних коливань взяти резонансну частоту . Результати розрахунків записуємо у таблицю 5.3.

7. Обчислити похибки вимірювань резонансної частоти, ширини резонансної кривої коефіцієнта згасання, логарифмічного декремента згасання та добротності за такими формулами:

, (5.23)

, (5.24)

, (5.25)

, (5.26)

. (5.27)

8. За результатами роботи зробити висновки: навести результати вимірювань ширини резонансної кривої, коефіцієнта згасання, логарифмічного декременту згасання, добротності для двох положень демпфувального диска.