ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА М-1

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА М–6
ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ РЕЗОНАНСА
ПРИ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЯХ
ОБОРУДОВАНИЕ: маятник, секундомер.
Эта работа выполняется на установке с двумя маятниками. Один из
них, тяжелый, с большим запасом энергии и постоянным периодом колебаний Т0, используется в качестве задающего вибратора. Другой, легкий маятник, служит резонатором и раскачивается под действием толчков маятника вибратора.
Маятник-вибратор представляет собой тяжелый груз, подвешенный
на латунных трубках. К верхней части этого маятника прикреплен якорь,
с помощью которого колебания передаются нити маятника-резонатора.
Маятник-резонатор представляет собой небольшой груз, подвешенный к
нити. Период колебаний маятника можно плавно менять, изменяя его
длину.
Целью работы является построение амплитудной резонансной кривой (рис. 1). Эта кривая графически изображает зависимость амплитуды
колебаний маятника-резонатора от отношения его периода Т к периоду
колебаний маятника-вибратора.
À, ñì
Î
1
Ò/ Ò0
Рис. 1
Амплитудная резонансная
кривая
Горизонтальная шкала, установленная параллельно плоскости качания маятника-резонатора, предназначена для определения его амплитуды колебаний. Измерения начинают с определения периода колебаний
маятника-вибратора. Затем устанавливают различную длину маятника1
резонатора и определяют период его колебаний Т. Определив Т, отклоняют маятник-вибратор на угол 5-70 и отпускают его. Толчки якоря маятника-вибратора раскачивают маятник-резонатор. Когда амплитуда его
колебаний перестает возрастать, производят отсчет ее значения по горизонтальной шкале по наибольшему отклонению маятника.
Во избежание ошибок за счет параллакса глаз в момент отсчета,
нужно располагать их по нормали к шкале. Измерения повторяют при
различных длинах маятника-резонатора. Амплитуда колебаний маятника-резонатора будет наибольшей при резонансе, когда отношение
Т/Т0 = 1. Для построения амплитудной резонансной кривой, кроме значения резонансной амплитуды, нужно определить еще не менее трех
значений амплитуды для различных отношений Т/Т0  1 и не менее трех
значений амплитуды, когда Т/Т0  1.
ЗАДАНИЕ И ОТЧЕТНОСТЬ
1.Определите период колебаний маятника-вибратора Т0, для этого
t
измерьте время n колебаний не менее 3 раз. Найдите Т 0 
и средний
n
период колебаний Т0ср. Данные измерений занесите в таблицу 1.
Таблица 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА КОЛЕБАНИЙ ВИБРАТОРА (Т0)
n
t
T0
Т0ср
1
2
3
2. Установите длину маятника-резонатора 10 см (по длине нити).
3. Определите период его колебаний Тср из результатов 3-х измерений.
4. Установите нулевую отметку шкалы линейки под нижний край
шарика маятника-резонатора. Отклонив маятник-вибратор на 5 см от
положения равновесия, определите амплитуду маятника-резонатора.
2
5. Повторите п. 4, увеличивая длину нити в соответствии с данными
l таблицы, каждый раз измеряйте период и амплитуду маятникарезонатора. Измерения сделайте для всей длины нити. Данные измерений занесите в таблицу 2.
Таблица 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА КОЛЕБАНИЙ И АМПЛИТУДЫ
РЕЗОНАТОРА
l, см
Т
1
2
А
3
ср.
10
15
20
22
24
26
28
30
3
1
2
3
ср.
6. Постройте амплитудную резонансную кривую, откладывая по оси
абсцисс значение Т/Т0, а по оси ординат соответствующие значения амплитуды.
A
T/ T0
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что называется резонансом?
2. Что называется амплитудой, периодом колебаний?
3. Какой вид имеет график затухающих колебаний?
4. Являются ли строгими понятия “период” и “амплитуда” для затухающих колебаний?
РАСЧЕТЫ И ВЫВОДЫ
4