Кіріспе Зертханалық жұмыстар физика пәнінен студенттердің орындайтын оқу жұмысының маңызды түрі болып табылады және ол бағдарламада қарастырылған сағаттар көлемінде орындалады
жүктеу/скачать 4,79 Mb.
|
жаңа зертханалық 2019.docx
| Тербелмелі домалау үйкелісі
Д омалау үйкелісі, цилиндрдің немесе шардың қатты жазықтық бетінен сырғанамай домалаған кезінде пайда болады. Домалау үйкелісінің негізгі заңдылықтарын тәжірибе жүзінде зерттеу үшін цилиндрді немесе шарды қатты дененің бетіне жанастырып домалатады (1-сурет). Суретте қатты дененің беті ретінде ACMN жазықтығы көрсетілген, ұзындығы – жіпке шарик 1 көлбеу жазықтыққа 2 жанаса ілінген. Көлбеу жазықтықтың көлбеулік бұрышы -ны өзгертуге болады. Егер шарикті тепе-теңдік қалпынан шығарсақ (1-суретте оған шариктің нүктесіндегі жағдайы сәйкес келеді), онда ол көлбеу жазықтықтың бетінен домалай қозғалады да, оның қозғалысы сыртқы домалау үйкелісінің әсерінен өшетін тербеліспен сипатталады. Бұл жағдайда домалау үйкелісінің пайда болу себебін, қатты дененің бетімен қозғалған шариктің деформациялануымен түсіндіруге болады. Қатты дененің (үлгінің) бетінің деформациялануынан реакция күшінің әсер сызығы мен нормаль күш қысымының әсер сызықтары (2-сурет) өзара сәйкес келмейді. Бұл суретте зерттейін деп отырған қатты дененің бетімен шарик домалаған кезде пайда болатын күштер көрсетілген, қарастырып отырған жағдайымыз нормальды күш қысымы шариктің салмағына тең. (1) мұндағы – реакция күшінің иіні, ал – шариктің радиусы. Жоғарыда айтылғандай тең болғандықтан (1) өрнекті мына түрде жазуға болады: (2) Бұл өрнектен көрінетіні, домалау үйкеліс күші, нормальды қысым күшіне тура пропорционал да, шариктің радиусына кері пропорционал. Бұл жердегі шамасын домалау үйкеліс коэффициенті деп атайды. Бұл шама , қысым күшінің иіні есебінде болады да, оның өлшемі ретінде ұзындықтың өлшем бірлігі алынады. Көлбеу маятниктің көмегімен домалау үйкеліс күшін анықтау, белгілі бір циклдағы тербеліп жатқан дененің амплитудасының азаюын өлшеуге негізделген. Үйкеліс коэффициентін есептейтін формуланы қорытып шығарайық. Маятниктің тербелісінің циклында, оның энергиясы , үйкеліс күшінің жұмысына жұмсалған. Сонда маятниктің цикл тербелісінде, яғни 1-суретте көрсетілгендей, шарик нүктесінен орнына ауысқанда, иіні энергиясын жоғалтады. Бұл энергия маятниктің жолын жүруге кеткен кедергі күшінің жұмысына тең, яғни (3) Мұндағы – үйкеліс күшінің жұмысы , – маятниктің іліну нүктесіндегі үйкелісін және ортаның кедергісін жеңуге жұмсалған жұмысы, ал – шариктің ауырлық центрінің биіктік бойынша өзгерісі (1-сурет). –дің өте аз шама болуына байланысты (3) өрнекті былай жазамыз. (4) мұндағы – шариктің массасы. 1-суреттен мына шамаларды анықтаймыз: және (5) мұндағы - маятниктің көлбеулік бұрышы. Ауырлық күшінің нормаль құраушысы жазықтығына төмендегідей нормальды күш қысымын түсіреді: (6) Енді (2)-ші теңдеуді былай түрлендіреміз: (7) (5) және (7) теңдеулерді ескере отырып (4) өрнекті былай жазайық (8) Бұдан шамасын анықтаймыз (9) Егер – маятниктің бастапқы кездегі ауытқу бұрышының амплитудалық мәні болса, онда – шариктің тербеліс жасағаннан кейінгі ауытқуының амплитудалық шамасы болады. (1-суретте шариктің және куйлері). Ал маятник жібінің ұзындығы десек, онда тербелістен кейінгі ауырлық центрінің жүрген жолы төмендегідей анықталады: (10) мұндағы 1-суретке сүйене отырып мынадай геометриялық түрлендірулер жасайық: және , Сонда (5) өрнекті былай жазамыз: (11) Енді (10) және (11) теңдеулерді (9) өрнекке апарып қояйық: немесе (12) Егер - екенін ескерсек, онда бұдан , мұндағы: n-тербеліс саны (13) мұндағы және – бұрыштары радиан арқылы өрнектелген. жүктеу/скачать 4,79 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|