Slopinamųjų svyravimų tyrimas

LABORATORINIS DARBAS NR. 9

Slopinamųjų svyravimų tyrimas
pasvirusiąja svyruokle

TIKSLAS:
Išmatuoti slopinamųjų svyravimų logaritminį dekrementą λ, slopinimo koeficientą β savųjų svyravimų periodą T0 , ir svyruoklės energijos nuostolius po N svyravimų.
PRIEMONĖS:
Pasvirusioji svyruoklė ( pav. 1) su fotoelektriniu svyravimų skaičiaus ir laiko matavimo įtaisu. Pasvirusiąją svyruoklę sudaro ant siūlo pakabintas rutuliukas (1). Jo svyravimus slopina sąveika su plokštele (2), kurios pasvirimo kampą nustatome skalėje (3). Fotoelektrinis justukas (4) ir matavimo pultas (5) registruoja svyravimų skaičių ir jų trukmę.

DARBO METODIKA IR PAGRINDINĖS FORMULĖS:
α – pasvirosios svyruoklės nuokrypa nuo pusiausvyros. Jei svyruoklės nuokrypos kampas α mažas, tai pritaikius III Niutono dėsnį sukamajam judėjimui, apskaičiuojame kampo α priklausomybę nuo laiko:

(1)
Čia slopinamųjų svyravimų amplitudė, kurios mažėjimą apibūdina slopinimo koeficientas .

Logaritminį slopinimo dekrementą apskaičiuojame išmatavę pradinę amplitudę ir N – tojo svyravimo amplitudę :

(2)
Dydžiai λ ir β yra susiję sąryšiu:

(3)
Čia – slopinamųjų svyravimų periodas. Jis susijęs su svyruoklės savųjų svyravimų periodu ir slopinimo koeficientu β:

(4)

(5)
Čia l – svyruoklės ilgis , g – laisvojo kritimo pagreitis.
Santykiniai nuostoliai apskaičiuojami taip:

PAKLAIDŲ FORMULĖS:

BANDYMO EIGA:
1. Pakreipę svyruoklę (4 – 5) laipsnių kampu nuo pusiausvyros padėties ir nuspaudę mygtuką „Nulis“ paruošiame pultą svyravimų skaičiaus N ir laiko t skaičiavimui.
2. Paleidę svvyruoklę, po 10 – 15 svyravimų sustabdome matavimus, nuspausdami „Stop“. Apskaičiuojame . Pakartojame matavimus kelis kartus ir randame < >.
3. Išmatavę svyruoklės ilgį iš (5) ligybės apskaičiuojame laisvųjų svyravimų periodą ir palyginame jį su ekperimento duomenimis.
4. Apskaičiuojame slopinamųjų svyravimų periodą . Pagal (2) formulę apskaičiuojame λ, o pagal (3) formulę – β. Matavimus ka

artojame nemažiau 3 kartus ir randame < > ir <β>.
5. Pakreipę svyruoklės stovą kitu didesniu kampu kartojame 4 punktą esant kitam slopinimui.
6. Pagal (6) formulę ir 4 punkto duomenis apskaičiuojame vidutinius santykinius energijos nuostolius po N svyravimų.
7. Įvertiname matuotų dydžių paklaidas ir suformuluojame išvadas.
REZULTATAI:
Nr N t, s , s T0, s , s d, cm α0 αN
1 15 20,8 20,772 1,386 1,3847 47 10 8
2 20,763 1,384
3 20,762 1,3841

Nr N t, s , s T0, s , s d, cm α0 αN
1 15 20,779 20,784 1,385 1,385 47 10 4
2 20,779 1,385
3 20,795 1,386

Nr N t, s , s T0, s , s d, cm α0 αN
1 15 22,323 22,321 1,4882 1,4881 47 10 3
2 22,318 1,4879
3 22,321 1,4881

IŠVADOS:
Išmatavome svyruoklės laisvųjų svyravimų periodą T0, slopinamųjų svyravimų periodą Ts, logaritminį slopinimo dekrementą λ, slopinimo koeficientą β ir svyruoklės vidutinius energijos nuostolius esant slopinimui po 15 svyravimų.
NAUDOTA LITERATŪRA:
N.Astrauskienė ir kiti, “Mechanika, termodinamika, nuolatinė elektros srovė. Fizikos laboratoriniai darbai.”. –Vilnius.:”Technika”.

Leave a Comment