ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Проверьте уровень воды в ванне. Он должен доходить до места прикрепления лопатки к маятнику.

2. Освободив винт, которым лопатка крепится к штанге маятника, поверните лопатку так, чтобы ее плоскость совпадала с плоскостью качаний маятника (параллельно плоскости диска маятника).

3. Установите нуль шкалы против стрелки–указателя маятника. Заготовьте таблицу измерений, перед таблицей запишите значения амплитуд:

начальной – a0= 6 делений, через время t a t = 3 деления.

Таблица 1.

n t b Db l Dl
           
           
...            

4. Отклоните маятник так, чтобы стрелка была немного дальше 6-го деления (~6,5). Затем отпустите маятник, и в момент, когда амплитуда колебаний будет равна 6 делениям (a0), включите секундомер и определите число колебаний n и время t, в течение которого амплитуда колебаний уменьшится до 3-х делений (at).

5. По полученным данным определите для каждого измерения период T. По фор­муле (4) вычислите коэффициент затухания b и по формуле (5) - логарифмический декремент затухания l.

6. По данным ваших измерений определите среднюю квадратичную ошибку в определении b и l.

7. Результат запишите в виде

8. Найдите также среднее значение и погрешность логарифмического декремента затухания

9. Результат запишите в виде

.

10.Повторите все измерения и вычисления, описанные выше, повернув лопатку на небольшой угол (~100–150) относительно ее первоначального положения. Запишите полученные значения коэффициента затухания и логарифмического декремента затухания.

11.Вновь поверните лопатку, так чтобы она была повернута относительно плоскости колебаний на угол не менее 450. Запустите маятник. Какое движение он совершает? Можно ли оценить значение коэффициента затухания в данном случае?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каков физический смысл логарифмического декремента затухания?

2. Во сколько раз изменяется энергия маятника за время “жизни” колебанийt?

3. По известному из первого опыта периоду колебаний маятника и коэффициенту b найдите собственную частоту колебаний w0.

4. Какое движение совершает маятник, если b>w0?


ЛИТЕРАТУРА

1. И.В. Савельев. Курс общей физики. Т. I. М. "Наука ", 1977 г. и др. издания.

2. И.Е. Иродов. Основные законы механики. М. "Высшая школа", 1978 г.

3. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Т. I. М. "Наука", 1974 г. и др. издания.

4. Л.Д. Ландау, А.И.Ахиезер, Е.М. Лифшиц. Курс общей физики. М. "Наука", 1965 г.

 

 


[1] Строгое доказательство последующих утверждений дается теорией вероятностей.

 

[2] Обычно время взаимодействия тел при ударе очень мало, а возникающие силы очень велики, поэтому постоянно действующие внешние силы не играют существенной роли. Следовательно, соударяющаяся система является замкнутой, т.к. в этом приближении можно считать, что сумма внешних сил равна нулю.

[3] Вывод формулы (1) см. в Приложении 2.

[4] Так как между осью и маховиком существует заметное трение, то при определении Т приходится производить отклонение на большие углы »300 . Формула же, связывающая период Т и момент инерции, выводится для малых углов отклонений. Поэтому наши вычисления являются приближенными.

[ЛС1]

[Л.С.2]

[ЛС3]

[ЛС4]

[ЛС5]

[ЛС6]

[ЛС7]

[ЛС8]

[ЛС9]