Вязкость жидкостей и лобовое сопротивление, испытываемое телами, движущимися в жидкости, страница 4

Колебания от телефона распространяются в воздухе внутри трубки -возникает звуковая волна, которая отражается от подвижного края М трубки. Стоячая волна возникает в том случае, если на концах трубки (у колеблющегося телефона T и у воспринимающего колебания микрофона M) будут пучности, а по длине трубки уложится целое число полуволн (рис. 4).

Частицы воздуха, находящиеся в пучностях, колеблются с удвоенной амплитудой.

Микрофон включен на вход электронного осциллографа Э0 (рис.3), на экране которого мы видим развертку этих колебаний во времени - синусоиду. По ее амплитуде можно судитъ о величине амплитуды колебаний воздуха в трубке (рис .4). При определенном положении микрофона М (рис.4), когда возникает стоячая волна, на экране наблюдаем синусоиду с наибольшей амплитудой.

Порядок выполнения работы

1. Включить в сеть звуковой генератор и осциллограф (тумблеры «Сеть»).

2. Ручкой «Регулятор выхода» звукового генератора установите такое напряжение на выходе, чтобы стрелка прибора находилась в средней части шкалы.

3. Ручкой «Частота» звукового генератора установите частоту в интервале 900 - 1500 Гц (по указанию преподавателя).

4. Переключателем «Диапазон частот» и ручкой «Частота плавно» осциллографа установите такую частоту развертки, чтобы на экране помещался один или несколько периодов наблюдаемых колебаний. Ручку «Амплитуда синхронизации» поворачивайте до установления на экране неподвижного изображения. Ручками «Яркость», «Фокус», «Смещение X», «Смещение У» добейтесь, чтобы изображение было не очень ярким, резким и располагалось в центре экрана.

5. Перемещая по трубке подвижный микрофон, отыщите несколько последовательных положений, при которых наблюдается усиление колебаний, и запишите соответствующие деления шкалы.

6. Запишите температуру воздуха во время опыта.

Для записи результатов целесообразно составить таблицу, произвести вычисления, оценить погрешность опыта и результат представить в виде:

V = `V ± D`V

g = `g ± D`g

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №  1 - 4

Цель работы: экспериментально проверить основной закон динамики вращательного движения и познакомиться с динамическим методом определения момента инерции тел.

Оборудование: маятник Обербека, грузы для приведения прибора во вращение, штангенциркуль, секундомер, весы с разновесами, масштабная линейка.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Основной закон динамики вращательного движения записывается в виде:

                                        (1)

т.е. изменение вектора момента количества движения системы `L равно импульсу момента внешних сил. Если момент инерции системы не изменяется во времени, то запись основного уравнения динамики вращательного движения упрощается:

                                                 (2)

или

Угловое ускорение системы  прямо пропорционально приложенному внешнему моменту силы . Графически эта зависимость может быть изображена прямой линией в координатах «момент силы - угловое ускорение» (рис.1). Тангенс угла наклона прямой к оси момента сил в этих координатах равен величине, обратной моменту инерции системы:

tga = 1/J; J = ctga                                                      (3)

Рис.1

Схема установки показана на рис. II. Основной её частью является крестообразный маятник 1, закреплённый на оси О. На спицы крестовины насажены одинаковые по размерам и массе цилиндры 2, положение которых можно изменять. Когда цилиндры расположены на одинаковых расстояниях от оси вращения, маховик находится в безразличном равновесии.

Рис.II

На одной оси с маятником находятся шкивы 3 и 4 На один из них намотана нить 5, которая перекинута через неподвижный блок 6. К концу нити привязана чашечка 7, на которую можно помещать грузы.

Если намотать нить на шкив, подняв чашечку с грузом Р над полом на высоту h, а затем позволить ей падать, то на маховик начнет действовать вращающий момент                                   M = Tr,