Вивчення поперечних коливань струни. Лабораторна робота з Електроніка. Робота № 525613

Перехід до торгівельного партнера Binance

Вивчення поперечних коливань струни

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Вінницькій національний технічний університет

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Систем управління

Кафедра:

Кафедра фізики

Інформація про роботу

Рік:

2024

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Електроніка

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Міністерство освіти і науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Кафедра фізики Лабораторна робота № 4-6 «Вивчення поперечних коливань струни» Мета роботи: виміряти власні частоти поперечних коливань струни з закріпленими кінцями. Прилади і матеріали: установка з натягнутою струною, генератор імпульсів, постійний магніт, динамометр, мікрометр, з'єднувальні провідники. Теоретичні відомості 1. Опрацювати теоретичні відомості до лабораторної роботи № 4-5 "Визначення частоти коливань мультивібратора". 2. Як відомо, натягнута і закріплена з обох кінців струна може здійснювати коливання, що мають характер стоячої хвилі. Частотний спектр таких коливань є дискретним. Змінивши у виразі для частоти коливань струни (лабораторна робота № 4-5, формула (15)) лінійну густину об'ємною густиною струни: отримаємо: , (1) де , , - відповідно довжина, діаметр, натяг струни; - кількість пучностей стоячої хвилі. Частоти (1) називаються власними частотами, а самі коливання - власними або нормальними коливаннями. Коливання з найменшою частотою називається основним тоном; коливання з більш високими частотами називаються обертонами. Обертони, частоти яких в ціле число разів більші за частоту , називаються гармоніками. Отже, гармоніки мають частоти, кратні частоті основного тону: , (2) де - номер гармоніки. Опис установки Установка для вивчення коливань струни (рис. 1) складається з струни 1, натхгнутої між двома виступами корпусу 2, один кінець якої зв'язаний гвинтом натягу 3, а інший - динамометром 4, призначеним для вимірювання сили натягу. Центр струни 1 знаходиться в полі постійного магніту 5. Через струну протікає змінний струм, джерелом якого є генератор 6; частота струму вимірюється по шкалі генератора. Рис.1 Внаслідок дії сили Ампера, обумовленої взаємодією струму з полем постійного магніту, струна починає коливатись. Змінюючи частоту генератора, домагаються найбільшої інтенсивності коливного руху струни. У цьому випадїу частота генератора співпадатиме з однією з власних частот струни (явище резонансу). Хід роботи 1. Після перевірки готовності схеми встановити певний натяг струни та визначити силу натягу , знявши покази динамометра. Виміряти (в кількох місцях) мікрометром діаметр струни , а лінійкою - її довжину між точками закріплення. 2. Оцінити за формулою (1) частоту тa визначити необхідний діапазон частот генератора . 3. Перемістити постійний магніт в центр струни, включити генератор і, плавно змінюючи частоту, отримати чітку картину коливань, що відповідає першій гармоніці. Дослід повторити кілька разів, фіксуючи кожного разу частоту генератора. 4. Виконати експеримент з третьою та п'ятою гармоніками (п. 3). 5. Повторити вимірювання (пп. 2 4) для інших декількох значень сили натягу струни. Дані записати в таблицю. Обробка результатів експерименту 1. За результатами пп. 3-4 вимірювань з формули (1) визначити частоту першої , третьої та п'ятої гармонік. Методом логарифмування і диференціювання визначити відносну та абсолютну похибки. 2. Для кожної гармоніки знайти середнє значення частоти генератора та порівняти їх. Перевірити виконання рівності (2) для частот і . Зробити висновок. 3. Знайти частоти (1) для інших значень сили натягу згідно п. 5 вимірювань. № п/п кг/м3 м м Н Гц Гц 1 7800 0,29 0,5 1 3 146,7 135,25±0,27 3 380,3 234,26±0,27 5 640 302,43±0,27 2 1 2 125 110,43±0,27 3 320 191,28±0,27 5 515 246,94±0,27 T=3Н: f1 = 146 Гц; f2 = 148 Гц; f3 = 146 Гц; fc = 146,7 Гц f1 = 380 Гц; f2 = 381 Гц; f3 = 380 Гц; fc = 380,3 Гц f1 = 640 Гц; f2 = 641 Гц; f3 = 639 Гц; fc = 640 Гц T=2Н: f1 = 125 Гц; f2 = 126 Гц; f3 = 124 Гц; fc = 125 Гц f1 = 320 Гц; f2 = 319 Гц; f3 = 321 Гц; fc = 320 Гц f1 = 516 Гц; f2 = 515 Гц; f3 = 514 Гц; fc = 515 Гц Висновок: У даній лабораторній роботі вимірювалися власні частоти поперечних коливань струни з закріпленими кінцями при різних силах натягу струни. Було встановлено, що при натягу струни в 3Н частота основного тону: теоретично ν=135,25±0,27 Гц, практично f=146,7 Гц; а при 2Н: теоретично ν=110,43±0,27Гц, практично f=125 Гц. По моїх розрахунках формула не справдилася, причиною цього може бути великі похибки прм вимірюваннях. Контрольні запитання 1. Бігуча та стояча хвилі; їх рівняння. 2. Власні коливання струни. Виведення формули (1). 3. Механічний резонанс. Амплітуда та частота при виникненні резонансу.

Лабораторна робота Електроніка

san4osq

05.02.2014 23:02-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись