Дипломдық жұмыстың

Маятник тербелісінің период. Тәжірибелер мен байқаулар

жүктеу 6,32 Mb.

бет	7/56
Дата	28.11.2017
өлшемі	6,32 Mb.
	#2334

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 56

Тербеліс периодының формуласын қорытып шығару

Маятник тербелісінің период. Тәжірибелер мен байқаулар

Қ

асиеттері жағынан математикалық маятникке жақын маятник тербелісінің периоды неге және қалай тәуелді болатынын анықтайық. Ол үшін қорғасын (немесе болат) шарды ұзын жеңіл жіпке ілеміз. Маятникті тепе-теңдік қалпынан аз ғана қашықтыққа ауытқытып, қоя берейік те, оның тербеліс периодын анықтайық.

Біраз уақыт өткеннен кейін маятниктің амплитудасы едәуір азайған кезде, қайтадан тербеліс периодын анықтаймыз. Тербеліс периоды бұрынғыша қалады екен.

О
8-сурет
лай болса, қасиеттері жағынан математикалық маятникке жақын маятниктің тербелісінің периоды тербеліс амплитудасы аз болғанда амплитуда шамасына тәуелді болмайтынын тәжірибе көрсетті. Маятниктің осы қасиетін изохронизм («изо» - тұрақты – «хронос» - уақыт) деп атайды.

Маятниктің ұзындығын өзгертпестен көлемі сондай, массасы қорғасын шарыннан шамалы ғана кіші, пластмассадан жасалған шармен алмастырамыз. Тәжірибені қайталаймыз.

Тербеліс периоды қорғасын шармен жасалған тәжірибедегідей болады. Басқадай материалдан жасалған шарларды алып, тәжірибені қайталағанда нәтижелердің бірдей болатынын байқаймыз. Демек, қасиеттері жағынан математикалық маятникке жақын маятниктің тербеліс периоды маятниктің массасына тәуелді болмайды.

Маятниктің ұзындығын өзгерте отырып, ол неғұрлым қысқа болған сайын, тербеліс периоды солғұрлым аз болатынын, керісінше маятник ұзын болса, солғұрлым оның периоды көп болатынын көреміз.

Маятниктің астына өте күшті магнит қойсақ, маятниктің тербеліс периодының азайғанын көреміз (8 - сурет). Магнитті қою Жердің тартылыс күшін арттырумен бірдей. Олай болса, маятниктің тербеліс периоды еркін түсу үдеуіне байланысты деген ұйғарымды айта аламыз.

Тербеліс периодының формуласын қорытып шығару

Келтірілген тәжірибелер маятниктің тербеліс периоды оның массасы мен амплитудасына (амплитуда аз болғанда) тәуелді емес, маятниктің ұзындығы мен еркін түсу үдеуіне тәуелді болатынын тұжырымдауға мүмкіндік береді. Бірақ, біз бұл тәуелділіктің сипатын білмейміз.

аятниктің тербеліс периодының оның ұзындығы мен еркін түсу үдеуіне тәуелділігінің сипатын анықтау үшін қарапайым екі тәжірибе жасаймыз.

М
9-сурет

аятникті тоқтатып, оны конустық бет жасауға мәжбүр етеміз (9-сурет). Бұл кезде маятниктің шары шеңбер бойымен қозғалады. Маятниктің айналу периодын табатын болсақ, онда оның осы маятниктің тербеліс периодына тең екенін байқаймыз:

Конустық маятниктің айналу периодын оңай есептеп шығаруға болады: ол шар сызатын шеңбердің ұзындығын сызықтық жылдамдыққа бөлгенге тең болады:

Шар шеңбер бойымен қозғалатындықтан оған центрге тартқыш күш әсер етеді:

осыдан

. Центрге тартқыш күшті геометриялық тұрғыдан табуға болады. ОВС және BDE үшбұрыштарының қабырғалары пропорционал: ВЕ:ВD=ОВ:СВ немесе

осыдан

. Центрге тартқыш күштің мәнін сызықтық жылдамдықтың формуласына қойсақ,

.
Ал сызықтық жылдамдықтың мәнін периодтың формуласына қойсақ:

Сонымен, математикалық маятниктің тербеліс периоды тек маятниктің l ұзындығына және g еркін түсу үдеуіне тәуелді болады.

жүктеу 6,32 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 56