11 класс. Виртуальный эксперимент
Пружинный маятник. Вынужденные колебания.
Задание для дистантного обучения 11-1-vyn.
ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ. РЕЗОНАНС.
В этой работе мы будем наблюдать колебания груза m на пружмне жёсткостью k под действием не только собственных сил, но и внешней вынуждающей силы. На виртуальной установке (см. анимацию вверху справа) двигатель вращает эксцентрик, на который опирается шток, в результате тот получает вертикальное периодическое перемещение. К штоку прикреплена нить, перекинутая через блок, закреплённый на штативе. На другом конце нити висит груз на пружине. Масса груза и жёсткость пружины подобраны так, чтобы частота собственных колебаний этого груза была равна f0 = 0.5 Гц.
Под штативом изображён слайдер, при перемещении которого вправо/влево меняется частота вращения эксцентрика (частота вынуждающей силы f). Правее слайдера высвечивается отношение частот f/f0, а над слайдером отношение амплитуд y0/y, где y0 - амплитуда колебаний штока, а y - амплитуда колебаний груза.
Анимация взята с сайта: https://www.vascak.cz/ Задание. Наблюдение вынужденных колебаний. Понять суть явления резонанса.
Разобраться в этом вам помогут вопросы (см. ниже).
Десятичные дроби вводятся через точку. Ответы нужно округлять по правилам приближённых вычислений с погрешностью не более 10%. Желаем успеха!
1. Передвиньте слайдер влево до конца, остановив тем самым вращение двигателя.
Почему колебания груза постепенно прекращаются?
1. Отсутствует периодическая сила.
2. При отсутствии притока энергии всякие реальные колебания рано или поздно затухнут.
3. При остановке двигателя частота собственных колебаний становится равной нулю.
4. При остановке двигателя период собственных колебаний становится равным нулю.