Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Топ:
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
2017-11-17 | 336 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
· Изучение колебаний в системах с распределёнными параметрами на примере поперечных стоячих волн в упругой горизонтальной струне.
· Наблюдение картины распределения амплитуд колебаний точек струны при образовании стоячих волн.
· Количественная проверка формулы скорости распространения колебаний вдоль струны.
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ:
СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ – это особый случай интерференции, возникающий при наложении двух бегущих волн, распространяющихся навстречу друг другу с одинаковыми частотами и амплитудами:
x1 =Acos (wt – kx), x2 = A cos (wt + kx) (1)
Сложив эти уравнения и учитывая, что k = 2p/l, получим уравнение стоячей волны:
x =x1 +x2 = 2А cos kx cos wt = 2A cos (2px/l) cos wt. (2)
Из уравнения (2) следует, что в каждой точке этой волны происходят колебания с одной и той же частотой w и амплитудой 2A cos (2px/l), зависящей от координаты х рассматриваемой точки.
В точках среды, где 2px/l =± mp (m = 0,1,2,…), амплитуда колебаний достигает максимального значения, равного 2А. В точках среды, где 2px/l = ±(m +1/2)p, амплитуда колебаний обращается в нуль.
Точки, в которых амплитуда максимальна, называются пучностями стоячей волны, а точки, в которых амплитуда колебаний равна нулю, называются узлами стоячей волны.
В гибкой однородной струне, натянутой между двумя точками и выведенной из положения равновесия, могут установиться стоячие волны. При этом на длине струны L всегда должно укладываться целое число стоячих волн. При этом струна делится неподвижными точками – узлами – на несколько равных отрезков, длина которых равна половине длины бегущей волны. Следовательно, можно записать
L = n (l/2), (3)
где n – целое число, определяющее количество полуволн, уложившихся на всей длине струны L.
|
Так, как длина волны l связана со скоростью распространения волны v и частотой n соотношением v = ln, то, учитывая (3), имеем n= . (4)
Струна, следовательно, может колебаться не с одной частотой, а с целым спектром частот, соответствующим собственным (нормальным) колебаниям струны. В общем случае любые сложные колебания в струне можно представить как суперпозиция нескольких собственных колебаний, отличающихся не только своими частотами, но и своими амплитудами для отдельных точек струны. Распределение амплитуд отдельных точек волны при собственных колебаниях для различных значений n имеет вид, изображённый на рис.1.
Опыт показывает, что скорость распространения импульса деформаций (колебаний) вдоль струны определяется силой натяжения струны F и линейной плотностью m материала струны:
. (5)
Тогда с учётом формулы (5) формула (4) примет вид:
. (6)
МЕТОДИКА И ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ:
1. Установите с помощью движков регуляторов постоянные значения линейной плотности материала и силы натяжения струны, указанных в таблице 1 для вашей бригады.
2. Установите начальную частоту колебания струны f = 1,0 Гц и, постепенно увеличивая её значение, получите устойчивые колебания струны при n = 1 (см распределение амплитуд точек струны при n = 1).
3. Аналогичным образом получите стоячие волны соответствующие различным значениям n и заполните табл.2.
4. Установите второе значение линейной плотности материала струны из табл.1 для вашей бригады и проделайте измерения п.2 и 3 ещё раз и заполните табл.3.
Таблица 1.
№ бригады | ||||||||||||||||
Т, Н | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 |
m, г/м | 5,1 9,1 | 5,2 9,2 | 5,3 9,3 | 5,4 9,4 | 5,5 9,5 | 5,6 9,6 | 5,7 9,7 | 5,8 9,8 | 5,1 9,1 | 5,2 9,2 | 5,3 9,3 | 5,4 9,4 | 5,5 9,5 | 5,6 9,6 | 5,7 9,7 | 5,8 9,8 |
|
|
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!