SLOPINAMŲJŲ SVYRAVIMŲ TYRIMAS SPYRUOKLINE SVYRUOKLE

Slopinamųjų svyravimų tyrimas spyruokline svyruokle

Tikslas: išmatuoti spyruoklės tamprumo koeficient¹ k, slopinamųjų svyravimų logaritminį slopinimo dekrement¹ l, slopinimo koeficient¹ b ir spyruoklės energijos nuostolius po N svyravimų.

Priemonės: plieninė spyruoklė su krovinėlių rinkiniu, liniuotė, sekundometras, svarstyklės.

PAGRINDINĖS FORMULĖS:

X_m slopinamųjų svyravimų amplitudė, kurios mažėjim¹ apibudina slopinimo koeficientas ir β ir logaritminis slopinimo dekrementas λ:

Logaritminį slopinimo dekrement¹ galima apskaičiuoti išmatavus pradinź ir paskutinź amplitudes X₀ ir X_N: 

λ ir β yra susijź :

Čia T_s yra slopinamųjų svyravimų periodas, kuris susijźs su laisvųjų svyravimų periodų T₀ ir slopinimo koeficientų β:

Tamprumo koeficient¹ k galima įvertinti išmatavus spyruoklės pailgėjim¹ Δd veikiant sunkio jėgai mg:

Svyruoklės didžiausia sukaupta potencinė energija W_p proporcinga amplitudės kvadratui X₀², todėl jos santykinius nuostolius po N svyravimų galima apskaičiuoti iš formulės: 

BANDYMO EIGA

Pasveriame krovinėlį m ir, prikabinź jį prie svyruoklės, išmatuojame jos pailgėjim¹ Δd. Tai atliekame su trimis skirtingų masių krovinėliais ir pagal formulź apskaičiuojame tamprumo koeficient¹, o po to ir jo vidutinį didum¹.

Prikabiname prie spyruoklės žinomos masės krovinėlį ir pasižymime pusiausvyros padėtį x₁. Po to ištempiame svyruoklź iki padėties x₂ ir apskaičiuojame pradinź svyravimų amplitudź X₀ = x₂ – x₁. Paleidžiame svyruoklź svyruoti ir matuojame svyravimų laik¹ t bei skaičiuojame svyravimų skaičių per šį laik¹ N. Stebime N-tojo svyravimo didžiausi¹ atsilenkim¹ nuo pusiausvyros padėties x_n ir jį pasižymime. Apskaičiuojame N-tojo svyravimo amplitudź X_n = x_n – x₁ ir slopinamųjų svyravimų period¹ T_s = t / N. Pagal formules apskaičiuojame λ ir β.

Pagal formulź apskaičiuojame laisvųjų svyravimų period¹ T₀ ir palyginame jį su teorine reikšme.

Pagal formulź apskaičiuojame energijos nuostolius po N svyravimų.

Įvertiname T_s, k, λ ir β matavimų paklaidas ir suformuluojame išvadas.

Rezultatai:

Išvados:gaunam vius tiksle numatytus dydžius santykinius nuostoliuspo N svyravimų ir paklaidas. Kadangi paklaidos gana mažos darom išvad¹ kad darbas atliktas gerai.

NAUDOTA LITERATŪRA:

R. Bendorius ir kt. „Mechanika, termodinamika, nuolatinė elektros srovė. Laboratoriniai darbai“

R. A. Bendorius, S. A. Karpinskas „Rinktiniai fizikos praktikumo klausimai“