Установка "Изучение механического резонанса"
Назначение
- Изучение вынужденных механических колебаний;
- Изучение свободных колебаний при движении тела под действием силы упругости;
- Измерение частоты внешнего воздействия на систему;
- Непрерывное измерение координаты тела, совершающего колебания;
- Построение резонансной кривой;
- Определение резонансной частоты системы;
- Исследование зависимости характеристик колебательной системы от ее параметров (массы тела, жесткости пружин, сопротивления движению).
Измерение координаты тележки проводится с помощью датчика расстояния, что позволяет вывести на экран график зависимости координаты от времени и определить по нему амплитуду и частоту свободных колебаний (1-й этап работы).
На 2-ом этапе (получение резонансных кривых) амплитуда колебаний измеряется по показаниям датчика расстояния, а частота вынуждающей силы — на основе данных, приходящих от оптоэлектрического датчика. Полученные данные собираются в таблице и выводятся на экран в виде графика зависимости амплитуды колебаний от частоты (резонансная кривая). Это позволяет определить резонансную частоту и оценить добротность колебательной системы.
Построение резонансной кривой
Тележка, которая может двигаться вдоль направляющей с малым трением (на магнитной подвеске), находится между двумя пружинами, одна из которых закреплена на направляющей, а вторая растягивается нитью, закрепленной на вращаемом двигателем диске на некотором расстоянии от его центра. В комплект входит 2 тележки, сильно отличающиеся по сопротивлению движению. Изменение частоты вынуждающей силы происходит при уменьшении или увеличении частоты вращения двигателя, которая контролируется с помощью оптоэлектрического датчика.
