Kompletny zestaw eksperymentalny: Drgania wymuszone – wahadło Pohla

Podstawy:

Jeżeli pozwolimy oscylatorowi na drgania swobodne, możemy zaobserwować stopniowe zmniejszanie się amplitudy drgań, w pełni zależne od tłumienia. Jeżeli oscylator pobudzamy do drgań, poprzez zewnętrzny, okresowy moment siły, uzyskujemy ustabilizowanie się amplitudy, która jest funkcją częstotliwości i amplitudy zewnętrznego momentu siły i tłumienia. Wyznaczymy częstotliwości drgań własnych jak również krzywą rezonansu drgań wymuszonych dla różnych współczynników tłumienia.

Zadania:

A. Drgania swobodne,

• Wyznaczyć okres drgań i częstotliwość drgań własnych w przypadku oscylacji nietłumionych
• Wyznaczyć okres drgań i odpowiednią częstotliwość dla różnych wartości tłumienia oscylacji. Następnie wykreślić jednokierunkowe maksimum amplitudy w funkcji czasu i wyznaczyć odpowiednie współczynniki tłumienia, stałą tłumienia oraz dekrement logarytmiczny.
• Uświadomić sobie przypadki aperiodyczne (nieokresowe) i tzw. pełzające.

B. Drgania wymuszone,

• Krzywe rezonansu wyznaczamy i przedstawiamy graficznie, przy użyciu wielkości tłumienia A (amplitudy).
• Zostaną wyznaczone odpowiednie częstotliwości rezonansowe, a następnie porównane z częstotliwością rezonansową wyznaczoną wcześniej.
• Obserwujemy przesunięcie fazowe między wahadłem torsyjnym i stymu­lowanym zewnętrznym momentem siły dla małej wartości tłumienia, dla różnych częstotliwości stymulujących. Zakładamy, że w jednym przypadku częstotliwość wymuszona jest dużo mniejsza od częstotliwości rezonansowej, a w drugim przypadku dużo od niej większa.
• 4.

Tematy powiązane

Częstość kołowa, częstotliwość własna, częstotliwość rezonansowa, wahadło torsyjne, drgania torsyjne, moment siły, badanie momentu siły, drgania tłumione i nietłumione, drgania wymuszone, współczynnik tłumienia, stała tłumienia, dekrement logarytmiczny, przypadek nieperiodyczny, ruch pełzający.

Skład zestawu