URZĄDZENIE DO DEMONSTRACJI POWSTAWANIA KRZYWYCH LISSAJOUS

Podobne dokumenty
URZĄDZENIE DO DEMONSTRACJI POWSTAWANIA KRZYWYCH LISSAJOUS

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POMIAR PRZESUNIĘCIA FAZOWEGO

Prosty model silnika elektrycznego

Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła

Badanie wzmacniacza niskiej częstotliwości

POMIARY OSCYLOSKOPOWE

Badanie silnika bezszczotkowego z magnesami trwałymi (BLCD)

Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu

Zad. 2 Jaka jest częstotliwość drgań fali elektromagnetycznej o długości λ = 300 m.

POMIARY OSCYLOSKOPOWE. Instrukcja wykonawcza

BADANIE STANÓW RÓWNOWAGI UKŁADU MECHANICZNEGO

Fizyka 11. Janusz Andrzejewski

Wykład 17: Optyka falowa cz.1.

Podstawy obsługi oscyloskopu

Podstawy fizyki sezon 1 VII. Ruch drgający

INSTRUKCJA LABORATORIUM Metrologia techniczna i systemy pomiarowe.

4.3 Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu metodą fali biegnącej(f2)

Krzysztof Łapsa Wyznaczenie prędkości fal ultradźwiękowych metodami interferencyjnymi

PL B1. POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Warszawa, PL INSTYTUT TECHNOLOGII EKSPLOATACJI. PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY, Radom, PL

Zasada Fermata mówi o tym, że promień światła porusza się po drodze najmniejszego czasu.

BADANIE ELEKTRYCZNEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Drgania i fale II rok Fizyk BC

Drgania wymuszone - wahadło Pohla

Podstawy fizyki wykład 7

Mechanika ogólna. Kinematyka. Równania ruchu punktu materialnego. Podstawowe pojęcia. Równanie ruchu po torze (równanie drogi)

SKŁADANIE DRGAŃ WZAJEMNIE PROSTOPADŁYCH I.

Bąk wirujący wokół pionowej osi jest w równowadze. Momenty działających sił są równe zero (zarówno względem środka masy S jak i punktu podparcia O).

INSTRUKCJA do ćwiczenia Wyważanie wirnika maszyny w łożyskach własnych

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

MECHANIKA 2. Wykład Nr 3 KINEMATYKA. Temat RUCH PŁASKI BRYŁY MATERIALNEJ. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

BADANIE INTERFERENCJI MIKROFAL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSONA

MECHANIKA 2 RUCH POSTĘPOWY I OBROTOWY CIAŁA SZTYWNEGO. Wykład Nr 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

30R4 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - IV POZIOM ROZSZERZONY

TARCZA KOLBEGO V 7-22

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SZKŁA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU CZĘŚĆ (A-zestaw 1) Instrukcja wykonawcza

Ćwiczenie nr 28. Badanie oscyloskopu analogowego

Ćwiczenie EA5 Silnik 2-fazowy indukcyjny wykonawczy

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SZKŁA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU.

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu

POMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ

= sin. = 2Rsin. R = E m. = sin

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL

WOJEWÓDZKI KONKURS Z FIZYKI DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2017/2018 ETAP III FINAŁ

MECHANIKA 2 KINEMATYKA. Wykład Nr 5 RUCH KULISTY I RUCH OGÓLNY BRYŁY. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 01/18. WIESŁAW FIEBIG, Wrocław, PL WUP 08/18 RZECZPOSPOLITA POLSKA

Podstawy użytkowania i pomiarów za pomocą OSCYLOSKOPU

Laboratorium optycznego przetwarzania informacji i holografii. Ćwiczenie 6. Badanie właściwości hologramów

DRGANIA SWOBODNE UKŁADU O DWÓCH STOPNIACH SWOBODY. Rys Model układu

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Fal podłużna. Polaryzacja fali podłużnej

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE

GALWANOMETR UNIWERSALNY V 5-99

Definicja obrotu: Definicja elementów obrotu:

RUCH HARMONICZNY. sin. (r.j.o) sin

BADANIE ZJAWISK PRZEMIESZCZANIA WSTRZĄSOWEGO

Drgania - zadanka. (b) wyznacz maksymalne położenie, prędkość i przyspieszenie ciała,

Podstawy technik wytwarzania PTWII - projektowanie. Ćwiczenie 4. Instrukcja laboratoryjna

Analiza kinematyczna i dynamiczna mechanizmów za pomocą MSC.visualNastran

- pozorny, czyli został utworzony przez przedłużenia promieni świetlnych.

Kiedy remonty zaczną się opłacać?

34 OPTYKA GEOMETRYCZNA. CZĘŚĆ 1

I Zastosowanie oscyloskopu do pomiarów kąta przesunięcia fazowego.

Regulator REGAN BW. Opis techniczny Instrukcja obsługi

Fizyka I (mechanika), rok akad. 2011/2012 Zadania na ćwiczenia, seria 2

Konkurs fizyczny szkoła podstawowa. 2018/2019. Etap wojewódzki

STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA

Wstęp. Ruch po okręgu w kartezjańskim układzie współrzędnych

Ruch drgający i falowy

Wyznaczanie stosunku e/m elektronu

ĆWICZENIE 41 POMIARY PRZY UŻYCIU GONIOMETRU KOŁOWEGO. Wprowadzenie teoretyczne

Zadanie 18. Współczynnik sprężystości (4 pkt) Masz do dyspozycji statyw, sprężynę, linijkę oraz ciężarek o znanej masie z uchwytem.

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z ZAMKOREM FIZYKA I ASTRONOMIA. Styczeń 2013 POZIOM ROZSZERZONY

Ćwiczenie 41. Busola stycznych

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne. opis ruchu drgającego a w szczególności drgań wahadła fizycznego

METROLOGIA. Dr inż. Eligiusz PAWŁOWSKI Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki

LABORATORIUM Z FIZYKI Ć W I C Z E N I E N R 2 ULTRADZWIĘKOWE FALE STOJACE - WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FAL

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

Żyroskopy w technice lotniczej. Żyroskopem nazywamy także różne typy czujników mierzących prędkość kątową (np. żyroskopy laserowe i światłowodowe).

Praca domowa nr 2. Kinematyka. Dynamika. Nieinercjalne układy odniesienia.

Najwcześniejsze rozpoznanie

3.5 Wyznaczanie stosunku e/m(e22)

5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych.

Lekcja 20. Temat: Elementy regulacyjne i gniazda oscyloskopu.

Ćwiczenie - 1 OBSŁUGA GENERATORA I OSCYLOSKOPU. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI AMPLITUDOWEJ I FAZOWEJ NA PRZYKŁADZIE FILTRU RC.

Stanowisko do pomiaru fotoprzewodnictwa

Fizyka elektryczność i magnetyzm

Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia

Ćwiczenie 5 Badanie sensorów piezoelektrycznych

Dyfrakcja na Spiralnej Strukturze (Całkowita liczba pkt.: 10)

Tranzystory bipolarne. Podstawowe układy pracy tranzystorów.

MGR 10. Ćw. 1. Badanie polaryzacji światła 2. Wyznaczanie długości fal świetlnych 3. Pokaz zmiany długości fali świetlnej przy użyciu lasera.

(73) Uprawniony z patentu: (72) Twórca(y) wynalazku: (74) Pełnomocnik:

PL B1. INSTYTUT OBRÓBKI PLASTYCZNEJ, Poznań, PL BUP 22/15

- Wydział Fizyki Zestaw nr 2. Krzywe stożkowe

Transkrypt:

URZĄDZENIE DO DEMONSTRACJI POWSTAWANIA KRZYWYCH LISSAJOUS Urządzenie służące do pokazu krzywych Lissajous powstających w wyniku składania mechanicznych drgań harmonicznych zostało przedstawione na rys. 1. rys. 1 Widok ogólny urządzenia. Działanie urządzenia polega na tym (rys. 2), że ruch obrotowy osi silników (2), dzięki mimośrodowemu umocowaniu łożysk (1) symulujących wały korbowe, jest zamieniony na ruch posuwisto-zwrotny korbowodów (3). rys. 2 Zasada działania układu przenoszenia ruchu. Ze względu na to, że ruch w płaszczyźnie prostopadłej do linii łączącej mimośród z punktem mocowania korbowodu do uchwytu zwierciadła (4) jest niewielki w porównaniu do długości - 1/6 -

elementu (3), można pominąć jego wpływ na zachowanie się zwierciadła. Uchwyt zwierciadła jest zamocowany na osi (5), co umożliwia odchylanie się zwierciadła w dwie strony względem położenia spoczynkowego. W urządzeniu zastosowano dwa silniki prądu stałego oraz dwa układy zamiany ruchu. Jeden z silników ma ustaloną prędkość obrotową, natomiast drugi ma prędkość regulowaną. Ruchy posuwisto-zwrotne są przeniesione na uchwyt zwierciadła zamocowany w układzie przegubu Cardana (rys.3). Wewnętrzna ramka ze zwierciadłem ma możliwość wykonywania ruchów wahadłowych względem osi poziomej osadzonej w ramce zewnętrznej, która z kolei porusza się względem osi pionowej. rys. 3 Mocowanie zwierciadła. Na zwierciadło skierowany jest promień lasera, który po odbiciu trafia na ekran. Ruch plamki promienia laserowego na ekranie może być opisany zależnościami: gdzie: i są amplitudami wychylenia w kierunku pionowym i poziomym, i - częstości z jakimi obracają się silniki, natomiast φ jest przesunięciem fazowym pomiędzy składowymi ruchu plamki promienia lasera na ekranie. W dalszym ciągu rozważonych będzie kilka ciekawych przypadków. Jako pierwszy niech będzie przypadek, w którym. Korzystając z wielkości określonych tak jak na rys. 4 Przypadek równych częstości. - 2/6 -

rys. 4, przesunięcie fazy można obliczyć z zależności: gdzie y 0 i x 0 są wychyleniami plamki, w których kreślona elipsa przecina osie układu współrzędnych. Warunkiem poprawności obliczeń jest to, aby drgania odbywały się w kierunku pionowym i poziomym. Warunek ten jest zachowany w omawianym urządzeniu. Dla przypadku oraz uzyskuje się krzywą jak na rys. 5. Z kolei spełnienie warunków oraz powoduje powstanie krzywej przedstawionej na rys. 6. rys. 5 rys. 6-3/6 -

Opis doświadczenia Przed włączeniem, wskazane jest obrócenie potencjometru regulacyjnego w skrajne, lewe położenie. Urządzenie należy podłączyć do źródła zasilającego o napięciu w zakresie od 7 do 10 V (napięcie może być stałe lub przemienne w związku z czym, sposób podłączenia nie jest istotny). Włączenie źródła zasilającego powoduje pojawienie się promieniowania laserowego i pracę jednego z silników. Odbity od zwierciadła promień powinien być skierowany na ekran projekcyjny. Należy zwrócić uwagę na kształt linii (wszelkie nierównomierności są spowodowane niedoskonałą konstrukcją mechaniczną urządzenia). Następnie należy delikatnie regulować potencjometrem tak, aby zaczął obracać się drugi silnik. W zależności od jego prędkości obrotowej można zaobserwować różne kształty krzywych Lissajous. W doświadczeniu praktycznie nie jest możliwe uzyskanie stabilnych krzywych, a to z powodu nieprecyzyjnego układu mechanicznego. Dodatkowe problemy sprawił laser małej mocy pochodzący z taniego wskaźnika: kolimator bardzo niskiej jakości, mała moc promieniowania przy braku stabilności obrazu bardzo utrudniała uzyskanie dobrego zdjęcia fotograficznego. Poniżej przedstawiono zdjęcia wykonane przy pracującym urządzeniu. rys. 7 Efekt pracy tylko jednego silnika. - 4/6 -

Rys. 8 Jednakowe prędkości obrotowe obydwu silników. Rys. 9 Stosunek prędkości obrotowych 3:2, zmieniająca się faza spowodowała powstanie efektu obracającego się obrazu. Poniżej zamieszczono dodatkowe zdjęcia urządzenia przedstawiające jego konstrukcję. rys. 10 Widok lasera skierowanego w kierunku zwierciadła. - 5/6 -

rys. 11 Widok łożysk symulujących wały korbowe oraz korbowodów wykonanych ze skręconego drutu. rys. 12 Widok na konstrukcję uchwytu zwierciadła, który pracuje w układzie przegubu Cardana. Wszystkie ilustracje opracowanie własne. - 6/6 -