Пружинный маятник

Cтраница 2

Что представляет собой пружинный маятник. [16]

Период колебаний пружинного маятника зависит только от его массы т и коэффициента упругости k пружины, но не зависит от амплитуды колебаний. [17]

Если в вертикальном пружинном маятнике использовать тело с переменным моментом инерции ( горизонтальный стержень с передвигающимися вдоль него цилиндрами) и отрегулировать систему так, чтобы частота продольных колебаний была равна ( или близка) частоте крутильных колебаний, то будет наблюдаться постепенный попеременный переход одного вида колебаний в другой. Этот случай также соответствует двум степеням свободы. [18]

Таким образом, идеальный пружинный маятник совершает гармонические колебания. [19]

Рассмотрим вынужденные колебания пружинного маятника ( механической колебательной системы) в исследуемой жидкости и воздухе. [20]

Свободные затухающие колебании пружинного маятника. [21]

Еще интереснее поведение пружинного маятника, у которого точка прикрепления нижнего конца пружины чуть-чуть смещена в сторону от вертикали, проходящей через центр масс тела, например конуса, обращенного острием вниз. Если частота колебаний при продольных деформациях пружины равна ( или близка) частоте колебаний без заметной деформации пружины ( физический маятник), то наблюдаются попеременные постепенные переходы от колебаний по вертикальной прямой к колебаниям в вертикальной плоскости. При неполном совпадении частот плоскость колебаний меняет свое положение в пространстве. [22]

Автоколебания груза на пружине.| Автоколебания камертона. [23]

Таким образом колебание пружинного маятника, которое само по себе затухало бы, поддерживается периодическими толчками, обусловленными самим колебан и е м маятника. При каждом толчке батарея отдает порцию энергии, часть которой идет на подъем груза. [24]

Для возникновения колебаний пружинного маятника ему необходимо сообщить механическую энергию. Первоначально это была потенциальная энергия растянутой пружины. При движении груза к положению равновесия его потенциальная энергия уменьшается, кинетическая же увеличивается и становится максимальной в положении равновесия. В дальнейшем продолжается переход одного вида энергии в другой. [25]

График свободных колебаний пружинного маятника также является его абстрактной моделью, в которой использован графический язык описания. Как известно, одним и тем же дифференциальным уравнением часто можно описать явления, имеющие различную физическую природу. Так, приведенное выше уравнение описывает также свободные колебания в электрическом контуре LC. Это значит, что свойства колебаний в пружинном маятнике и в контуре LC одинаковы и последний может рассматриваться как электрическая модель пружинного маятника. [26]

Рассмотрим, например, пружинный маятник, совершающий вынужденные колебания под действием периодической силы притяжения электромагнита, расположенного под маятником. Когда груз маятника находится в крайнем верхнем положении, то его пружина сжата и создаваемая ею возвращающая сила начинает толкать груз к положению равновесия. Вынуждающая сила, опережающая смещение на я / 2, пройдя через нулевое значение, действует также в направлении движения груза. При прохождении груза через положение равновесия вынуждающая сила, достигнув максимального значения, начнет в дальнейшем убывать, но ее направление по-прежнему совпадает с направлением движения груза. [27]

Приборы и принадлежности: пружинный маятник; вертикальная стойка; мотор, связанный передачей с с эксцентриком; сосуд с трансформаторным маслом; вольтметр для контроля напряжения на моторе; реостат, регулирующий скорость оборотов мотора; секундомер. [28]

На рисунке 31 изображен пружинный маятник. Он представляет собой груз, способный колебаться под действием силы упругости пружины. [29]

Коэффициент k в случае пружинного маятника часто называется коэффициентом жесткости пружины. Его физический смысл был установлен ранее. [30]

Страницы: 1 2 3 4