Дослідження додавання взаємно перпендикулярних коливань

Мета роботи. Дослідити додавання двох взаємно перпендикулярних коливань з різними амплітудами та початковими фазами. Навчитись керувати роботою звукових генераторів та включати їх в електричне коло.

Прилади і матеріали. Два звукових генератори (типу ГЗ-33, ГЗ-35), осцилограф, комп’ютер (рис. 1).

Рис. 1. Загальний вигляд лабораторної установки

Завдання
1.Дослідити додавання взаємо перпендикулярних коливань з однаковими частотами за допомогою комп’ютерної моделі Electronics Workbench, електричного кола та комп’ютерної моделі у програмі “еФізика”.
2.Дослідити додавання взаємо перпендикулярних коливань з різними за величиною частотами за допомогою комп’ютерної моделі Electronics Workbench, електричного кола та комп’ютерної моделі у програмі “еФізика”.

Опис лабораторних установок
Додавання взаємно перпендикулярних коливань можна дослідити за допомогою комп’ютерної моделі у програмі Electronics Workbench. Інтерфейс програми дозволяє складати електричне коло з генераторів, змінювати їх параметри і подавати сигнали на двоканальний осцилограф.

Установка складається з двох звукових генераторів та електронного осцилографа (рис. 2).

Рис. 2. Схема установки для дослідження додавання взаємно перпендикулярних коливань

На вхід “Х” блока горизонтально відхиляючих (вертикально розташованих) пластин осцилографа подають від одного генератора синусоїдну напругу відомої частоти fх. Від другого генератора на вхід “Y” блока вертикально відхиляючих пластин подають синусоїдну напругу невідомої частоти fу . Залежно від співвідношення цих частот і зсуву фаз обох складових коливань на екрані осцилографа утворюється та чи інша фігура Ліссажу.

Як доповнення до експериментальної частини лабораторної роботи “Дослідження додавання взаємно перпендикулярних коливань” використовується комп’ютерна програма, що моделює цей процес. Інтерфейс програми (рис 3) дає змогу моделювати утворення фігур Ліссажу та чітко простежити, як змінюється її вигляд від того, в якій фазі знаходяться два коливання в даній точці, що є важливим для глибокого розуміння явища. Крім того, дана модель дозволяє широко змінювати
частоту коливань та виставляти різницю фаз коливань, що є неможливим під час роботи з реальними приладами. Програма дає можливість не тільки проводити віртуальний експеримент, а й розв’язувати кількісні та якісні задачі з даної теми.

Рис. 3. Інтерфейс програми Дослідження додавання взаємно перпендикулярних коливань”. Співвідношення 1:1