ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 24

СЛОЖЕНИЕ ВЗАИМНО ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫХ КОЛЕБАНИЙ.

ФИГУРЫ ЛИССАЖУ

Выполнил студент -------------------------, группа -------------, дата -------.

Допуск ______________

Выполнение __________

Зачет ________________

Цель работы: изучить правила сложения взаимно-перпендикулярных колебаний и условия возникновения фигур Лиссажу на экране осциллографа. Определить частоту колебания неизвестной частоты.

Приборы и материалы

№ п\п	Наименование прибора	Класс точности	Цена деления	Предел измерения	Точность отсчета
	Осциллограф	–	–	–	–
	Генератор неизвестной частоты	–	–	–	–
	Генератор известной частоты	–			–

 

Теоретические сведения

Основные понятия и законы

1.1. Понятие о колебаниях

Колебаниями называются процессы, отличающиеся той или иной степенью повторяемости (качание маятника часов, колебания струны или ножек камертона, напряжение между обкладками конденсатора в контуре радиоприемника, работа сердца).

Система, совершающая колебания, называется осциллятором.

Все колебательные процессы – по характеру взаимодействия с окружающей средой подразделяются:

· Свободные (или собственные) – это колебания в системе под действием внутренних сил, после того как система выведена из состояния равновесия. Простейшими примерами свободных колебаний являются колебания груза, прикреплённого к пружине, или груза, подвешенного на нити.

· Вынужденные – колебания, протекающие в системе под влиянием внешнего периодического воздействия. Примеры: листья на деревьях, поднятие и опускание руки. При вынужденных колебаниях может возникнуть явление резонанса: резкое возрастание амплитуды колебаний при совпадении собственной частоты осциллятора и частоты внешнего воздействия.

· Автоколебания – колебания, при которых система имеет запас потенциальной энергии, расходующейся на совершение колебаний (пример такой системы – механические часы). Характерным отличием автоколебаний от свободных колебаний является, то, что их амплитуда определяется свойствами самой системы, а не начальными условиями.

· Параметрические – колебания, возникающие при изменении какого-либо параметра колебательной системы в результате внешнего воздействия.

· Затухающие колебания –постепенное ослабление колебаний с течением времени, обусловленное потерей энергии колебательной системой. Затухание свободных механических колебаний вызывается главным образом трением и возбуждением в окружающей среде упругих волн.

Будем рассматривать незатухающие свободные колебания – идеальный случай, т.к. свободные колебания реальных систем всегда затухающие.

Общими характеристиками колебаний являются:

· Смещение x – отклонение тела от положения равновесия, (м).

· Амплитуда A(м)– максимальное отклонение тела от положения равновесия.

· Период (с) – наименьший промежуток времени, за который тело совершает одно полное колебание[13]: T , где – время, за которое совершается колебаний.

· Частота или (Гц,с ⁻¹) – число колебаний в единицу времени:

.

В круговых или циклических процессах вместо характеристики «частота» используется понятие круговая (циклическая) частота ( рад/с ) показывающая число колебаний за единиц времени:

Фаза колебаний – определяет смещение тела в любой момент времени, то есть определяет состояние колебательной системы, где – начальная фаза (в момент времени ).

Простейшим видом колебательного процесса являются простые гармонические колебания.