MGR Ruch drgający.

Transkrypt

1 MGR. Ruch drgający. Ruch uładów drgających (sprężyny, guy, brzeszczou, ip.). Badanie ruchu ciała zawieszonego na sprężynie. Wahadło aeayczne. Wahadło fizyczne. Rezonans echaniczny. Ćw. 1. Wyznaczanie oresu drgań ciała zawieszonego na sprężynie.. Badanie wahadła aeaycznego. 3. Badanie wahadła fizycznego. 4. Zjawiso rezonansu echanicznego.

2 Wyznaczanie oresu drgań ciała zawieszonego na sprężynie Sprężynę ocujey w uchwycie saywu i zawieszay na niej obciążni o asie,l g. Wyznaczay współczynni sprężysości sprężyny. W y celu ierzyy odszałcenie 1, jaiego sprężyna doznaje pod wpływe siły F g. Współczynni ożna w y przypadu obliczyć ze wzoru: F g 1 1 Opisujey eoreycznie ruch ciała o asie 1,l g, odchylonego od położenia równowagi o, ; Przyjujey nasępujące waruni począowe:,,, o Współczynni sprężysości sprężyny, wyznaczony doświadczalnie, a warość F sąd a a - przyspieszenie ciała w chwili począowej Przyspieszenie wywołuje zianę prędości i współrzędnych ciała. Jeżeli w chwili współrzędna ciała, odczyana na osi OX była równa 1, o po upływie ałego przedziału czasu (przyjąć,1s) jej warość ożna obliczyć z równania 1 Wyrażenie pozwalające obliczyć prędość w chwili a

3 posać a Na podsawie począowych warości obliczay prędość w chwili pierwszego przedziału czasu: a oraz ożey wyznaczyć przeieszczenie ciała 1 oraz przyspieszenie 1 1 a

4 W analogiczny sposób znajdziey przyspieszenie, prędość i współrzędne ciała w olejnych chwilach czasu Wynii obliczeń zaieszczay w abeli Nr przedziału czasu Czas s a a, l Na podsawie obliczeń wyznaczay ores drgań ciała T. Odciągay obciążni w dół o c względe położenia równowagi i puszczay swobodnie. Nasępnie wyznaczay doświadczalnie ores drgań T.W y celu ierzyy czas, w óry obciążni wyona n5 pełnych drgań. Obliczay ores 1 T n Porównujey orzyaną doświadczalnie warość oresu drgań T z warością uzysaną eodą rachunową,

5 Zawieszay na sprężynie 8 obciążniów o łącznej asie,4 g i wyznaczay ores ich drgań. Opisujey eodą rachunową ruch ciała o asie,4 g. Wyreślay zależności przeieszczenia, prędości i przyspieszenia w funcji czasu biorąc pod uwagę warości zaware w abeli powyżej. Badanie wahadła aeaycznego Nię o długości 6 c z zawieszoną na niej ulą odchylay od pionu o ą ooło 1. Znajdujey czas 5 wahań i sąd obliczay ores wahań. Powarzay doświadczenie, odchylając nię o ą niejszy, na przyład 5. Wyznaczay ores. Dwie jednaowe uli zawieszay na niach o różnej długości 6 c i 3 c. Wyznaczay oresy wahań a orzyanych wahadeł. Trzy jednaowe uli zawieszay na niach o różnej długości odpowiednio 1c, 6c, 3c. Znajdujey oresy wahań. Zauważ związe poiędzy orese wahań wahadła a jego długością. Narysuj wyres wadrau oresu drgań w funcji długości wahadła. Na jednej nice zawieszay ulę ealową, na drugiej, o ej saej długości ulę drewnianą o ej saej średnicy co ula ealowa. Wyznaczay oresy wahań, Przeprowadź analizę niepewności poiarowych w poszczególnych fazach doświadczenia i sforułuj wniosi.

6 Badanie wahadła fizycznego Rys. 5.1 Jao wahadła fizycznego użyjey w y doświadczeniu uładu czerech brył zw. wahadło Oberbeca (rys.5.1) (Wyznaczay ores wahań. Nasępnie przesuway bryły na pręcie pozioy a, aby znalazły się dalej od osi obrou i ponownie wyznaczay ores wahań dla ilu wybranych położeń. Narysuj wyres wadrau oresu drgań w funcji odległości brył wahadła Oberbeca od osi obrou. Jednorodna liswa jes zaoparzona w szereg oworów. W łapie saywu uieszczay salowy pręci w położeniu pozioy; pręci a średnicę a dobraną, żeby liswę ożna było na ni swobodnie zawieszać za óryolwie z oworów. Zawieszay liswę najpierw za owore najdalszy od środa; nasępnie zbliżay oś obrou coraz bardziej do środa asy. Za ażdy raze wyznaczay ores wahań. Narysuj wyres oresu drgań w funcji odległości obrou od środa asy wahadła. Wyznacz długość zreduowaną wahadła fizycznego zbudowanego z jednorodnej liswy (doświadczenie powyżej) i na jej podsawie oblicz oen bezwładności ego ciała.

7 Zjawiso rezonansu echanicznego Rys Do pozioej ocnej nici przyocowujey ila wahadeł o różnych długościach, z órych jedno oże ieć nieco więszą asę. Będzie ono oscylaore, a pozosałe wahadła rezonaorai. Jedno lub dwa wahadła uszą ieć długość równą długości wahadłaoscylaora, pozosałe wahadła powinny ieć długości więsze i niejsze ( rys.3.7) Wprawiay w drgania oscylaor i swierdzay, że wyusza on drgania ylo na rezonaorach o aiej saej długości ja oscylaor (dlaczego?) Obserwujey, że rezonaor bliższy oscylaora drga silniej niż rezonaor dalszy. Zauważ, że apliuda drgań rezonaora zależy nie ylo od długości rezonaora i oscylaora, ale i od sopnia sprzężenia rezonaora z oscylaore - co zależy w y przypadu od ich wzajenej odległości? Zauważ czy drgania oscylaora i rezonaora są zgodne w fazie, a jeżeli nie o o ile są przesunięe względe siebie?