Демина Н. Ф., Омарова Ж. М. Физикадан олимпиадалық есептерді шығару әдістемесі

жүктеу 1,08 Mb.

бет	35/39
Дата	20.05.2020
өлшемі	1,08 Mb.
	#30541

1 ... 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Демина Н. Ф., Омарова Ж. М. Физикадан олимпиадалы? есептерді шы?

β = ΔL/L қатынасын тәжірибе түрінде анықтаңыз. Сағатты және сызғышты қолдануға тыйым салынады.

Құрал-жабдықтар: қос маятник.

Қос маятник 60 суретте көрсетілген. Үстіңгі жіп бір деңгейде орналасқан А және В нүктелерінде орналасқан. Бірдей математикалық маятниктер С және D нүктелерінді үстіңгі жіпке симметриялы ілінген. Үстіңгі жіптің салбырауының арақашықтығы AL-ға, ал әр маятниктің ілгішінің биіктігі L-ға тең.

Нұсқау: нормалды тербеліс (мод) деп жүктің екеуі де бірдей жиіліктегі тербеліс жасайтын қозғалысты атайды.

Сурет 60

Шешуі:

Қос маятниктің нормальды тербелісінің бес түрі бар.

Барлық бұл модтарды бірізді, жіптің тербеліс жиілігін баяу арттыра отырып қоздыруға болады.

Модтардың жиіліктің өсу ретімен орналасуы:

1-ші мод — сызбаның перпендикуляр жазықтығындағы синфазалық тербелістер;

2-ші мод — сызбаның перпендикуляр жазықтығындағы кері фазалық тербелістер;

3-ші мод — сызба жазықтығындағы кері фазалық тербелістер;

4-ші мод — сызба жазықтығындағы синфазалық тербелістер;

5-ші мод — кері фазалық вертикаль тербелістер.

β=ΔL/L қатынасын 1-ші мод пен 3-ші модтытың тербелі периодтарын салыстыра отырып анықтауға болады. Бұл үшін бір уақытта бұл екі тербелісті іске қосу керек. Алдымен екі жүкті сызбаға перпендикуляр жазықтыққа жылжытады, ал кейін бір жүкті сол жаққа, ал екіншісін оң жаққа жылжытады да жібереді. Жүктер маятниктің симметрия осі арқылы өтетін және бір-біріне шамамен π/2 бұрыш жасап орналасқан жазықтықтарда тербеледі. Бұл тербелістер өзара перпендикуляр екі тербелістердің суперпозициясы болып табылады: периоды

тең сызбаға перпендикуляр жазықтығындағы период және периоды

тең сызбаның жазықтығындағы период.

Бұл периодтар тең емес болғандықтан, жүктер тербеліс бағыты өзгеретін жіңішке эллиптикалық траектория жасап, тербелістің бастапқы жазықтығынан жылжиды. Бірақ N тербелістерден кейін жүктер тербелістің бастапқы жазықтығына оралады. Бұл орындалады, егер

NT₁=(N+1)T₂,
Осыдан

Тербелістің бағыты бастапқыға оралғанға дейінгі N тербелістерді есептеп, 0 шамасын анықтауға болады.

Тапсырма 19. «Қара жәшікте» орналасқан электрлік схеманы және оның элементтерінің параметрлерін анықтаңыз.

Құрал-жабдықтар: «қара жәшік» (төртполюстік) (сурет 61), электрлік тербелістердің генераторы, осциллограф, кедергісі белгілі резистор.

Шешуі:

«Қара жәшіктердің» электрлік схемаларын анықтаудың негізгі идеясы бұндай төртполюстіктердің жиілікті сипаттамаларын зерттеуге әкеледі. «Қара жәшікте» 62 суретте көрсетілген электрлік схема жасалған жағдайды қарастырайық.


Сурет 61	Сурет 62

3,4 клеммаларын генератордың шығысына, ал 1,2 клеммаларын осциллографтың кірісіне қосқан кезде, осциллограф экранындағы сигнал генератордың сигналының жиілігіне тәуелсіз екенін байқауға болады. Енді 1,2 клеммаларын генератордың шығысына, ал 3,4 клеммаларын осциллографтың кірісіне қоссақ, осциллографтың экранындағы шығыс сигналының U_3,4 амплитудасының кіріс сигналының U_1,2 тұрақты амплитудасы кезіндегі генератордың ω жиілігінен тәуелділігін байқауға болады. Бұл U_3,4(ω) тәуелділікті генератор жиіліктерінің барлық диапазондарында ептеп түсіріп алу керек. U_3,4(ω) тәуелділік графигі 63 суретте көрсетілген түрде болады (1 қисығы). Бұл қисықтың екі өзіндік бөлігі бар:

Сурет 63

төмен жиілік облысында (конденсатордың реактивті кедергісі 1/Сω>>R болғанда) U_3,4(ω) тәуелділігі сызықтыққа өте жақын, яғни

жүктеу 1,08 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 31 32 33 34 35 36 37 38 39