А. К. Ершина, А. Шақарбекқызы, Н. Байтұрсын



жүктеу/скачать 0.95 Mb.
бет6/25
Дата21.09.2023
өлшемі0.95 Mb.
#478127
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25
Mehanika paninen zerthanalik zhumistar 2016 Ershina 2

2.1-кесте
Зерттелетін заттың сызықтық өлшемдері



№

ai , мм

bi , мм

сi , мм

1










2










3










4










5










6










7













      1. Әрбір сызықтық өлшемдердің орта мәндерін есептеңіз, оны сол кестеге жазыңыз.

      2. Әрбір өлшенген нәтиженің орта мәннен ауытқуын есептеңіз, оны 2.2 кестеге жазыңыз.

      3. Әрбір сызықтық өлшемнің орташа арифметикалық

мәнінің орта квадраттық қателігін S x  есептеңіз ( №1 жұмысты қараңыз).

      1. Жүргізілген өлшеу сан және белгілі сенімділік

  0,95 үшін әрбір сызықтық өлшемнің сенімділік интервалын анықтаңыз.

      1. Әрбір сызықтық өлшеу үшін   0,95 деп алып,

соңғы нәтижені мына түрде жазыңыз:
x  x  x

      1. Әрбір сызықтық өлшемнің салыстырмалы қателігін табыңыз.

      2. Көлемді өлшеудің абсолютті және салыстырмалы қателігін анықтаңыз. Бұл үшін (2.4) немесе (2.6) формулаларының ыңғайлысын алыңыз.

      3. Көлемді анықтаудың соңғы нәтижесін жазыңыз.

№3 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС АЙНАЛМАЛЫ МАЯТНИКТІҢ КӨМЕГІМЕН РЕЗОНАНСТЫҚ ҚҰБЫЛЫСТЫ ЗЕРТТЕУ


Жұмыстың мақсаты: Айналмалы маятниктің көмегімен тізбекте кернеу тұрақты болып, әртүрлі тоқ берілген кездегі резонанстық құбылысты зерттеу.
Қажетті құралдар: Айналмалы маятник қондырғысы,

секундомер.




Қысқаша теориялық кіріспе
Маятникке екі күш әсер етеді: сепімділік күші яғни, ауытқуына пропорционал және үйкеліс күші, яғни маятниктің қозғалыс жылдамдығына пропорционал. Осы кездегі маятниктің қозғалыс жылдамдығы былай жазылады:

0
x  2x   2 x  0 . (1)
Мұндағы, x – координата, маятниктің орналасуын көрсетеді, x
– маятниктің жылдамдығы, x – оның үдеуі,  – маятниктің
тоқтауын анықтайтын коэффициент, 0 – маятниктің өздік
тербеліс ретінде алатын бұрыштық үдеуі.

Бұл теңдеудің шешімі өздігінен тербелетін маятниктің өшетін тербелісі болып табылады. Бұл өшетін тербелістер әдетте логарифимдік декремент болады немесе тербеліс амплитудасының натурал логарифмдік қатынасы:

  ln x1
x2
 T0

мұндағы, T0
– өздік тербеліс маятнигінің периоды.

Егер маятникке серпімділік және үйкеліс күштерінен басқа күш әсер етсе, яғни сыртқы периодтық күш әсер етсе, онда бұл қозғалыс теңдеуі мына түрде жазылады.


0
x  2x   2 x E sin t
(2)

мұндағы,  – сыртқы күштің бұрыштық үдеуі, E – осы күшке келтірілген амплитуда.
Осыған байланысты маятник тербелісін ретсіз тербеліс деп айтуға болады. Бірақ біраз уақыт өткеннен кейін маятниктің өздік тербелісі өшетін тербелістерге айналып жоғалып кеткенде еріксіз тербелістер ғана қалады. Онда (2) теңдеудің шешімі
мына түрге келеді.
x X sint   , (3)
tg   2 , (4)

0
2   2

X   E

. (5)


Бұл теңдеулер тербелістердің өшу коэффициентіне, ерікті және еріксіз тербелістердің фазасы мен амплитудасына байланыстығын анықтайды.


Егер маятниктің өшуі аз болса, онда сыртқы күштің әсерінен болатын жақындау жиілігі ерікті тербелістердің жиілігіне байланысты тербеліс амплитудасы тез өседі. Бұл тербеліс резонанс деп аталады.

Резонанс кезінде
  0  2 
еріксіз тербелістердің

амплитудасы аз мәнде болады. Өшу коэффициенті аз болған сайын амплитудалық резонанстық қисық көтерілуі және төмен түседі.

(4)-ші теңдеуден
tg
-ден
  0
фазалар айырымы

нөлге жақын екені белгілі, ал
  0
кезінде фазалар

айырымы -ға жақын. Ал
  0
кезінде потенциалдар

айырымы 1 -ге тең. Өту коэффициенті аз болған сайын 0
2
фазасында өзгерістер болады.


Қондырғының сипаттамасы

1-сурет. Айналмалы маятник



        1. Айналмалы маятниктің қозғағышы

        2. Қозғалтқыштың кернеуін бірқалыпты басқаруға арналған батырма

        3. Қозғалтқыштың кернеуін өзгертуге арналған батырма

        4. Маятниктің сыртындағы шкалалы табақ

        5. Маятниктың денесі

        6. Секірмелі серіппе

        7. Серіппенің фазалық бұрышы үшін бағыттауыш

        8. Маятниктің фазалық бұрышы үшін бағыттауыш

        9. Маятниктің ауытқуын көрсетуге арналған бағыттауыш

        10. Маятниктің тіреуі

11,12. Маятник пен генератордың «+» және «-» полюстерін жалғау тетіктері

  1. Рычагтың айналдыру білігі

  2. Рычагтың негізгі бөлігі

  3. Қозғалтқышты мультиметрге қосу тетіктері (кернеуді өлшейді)

  4. Қозғалтқышты мультиметрге қосу тетіктері (ток күшін өлшейді)

  5. Электромагнитке тұрақты ток өткізетін реостат.

2-сурет. Айналмалы маятник қондырғысының эксперименттік тізбегі

Айналмалы маятник металды сақина түрінде берілген (2- сурет), сонымен қатар ол О горизонталь осінің жанында спиральдік пуржинаның әсерінен тербеліс жасайды. Маятниктің


тербеліс амплитудасы маятниктің астындағы шкала бойынша, сақинаға жабысқан бағыттауышының көмегімен өлшенеді. Пуржинаның екінші жағына рычаг орналасқан, ол маятниктің сыртына әсер етеді. Рычагтың төменгі жағына шатун орналасқан. Эксцентрлік өз алдына мотордың осімен жалғанған және ол сыртқы периодты күшті тудырады. Бұл күштің амплитудасын эксцентрдің бағытын өзгертпей ауыстыруға болады, оның ұзындығын рычагтың соңындағы тербелістің ауытқуымен анықтауға болады, яғни маятниктің астындағы көрсеткішімен. Сыртқы күштің жиілігі мотордың айналу санына байланысты беріледі.
Маятниктің өшуінің өзгеруіне электромагнит әсер етеді, ол маятник тербеліс дискісінің полюстарының ортасында орналасқан. Электромагнитке реостат арқылы тұрақты ток келеді.
Ең алдымен маятниктің жұмысы тексеріледі, оның еркін тербеліс жасайтынына көз жеткізіледі. Содан кейін электромагниттік цепті (тізбекті) қосып, ток күшін өзгертеді, содан кейін маятниктің өшуі қаншаға өзгеретіні қарастырылады. Осыдан кейін өлшеуді бастайды. Ең алдымен маятниктің бірқалыпты күйінен ауытқыған кездегі еркін тербелісінің периоды секундомердің көмегімен анықталады. Бұл үшін 4-6 тербелістің уақыты өлшенеді, уақыт белгілі болған жағдайда, тербеліс периодын және жиілігін анықтауға болады.
Осыдан кейін белгілі бір бұрышпен ауытқи тербеліс жасаған маятниктің тербелісінің өшуі кезіндегі логарифмдік декрементін есептеуге болады. Логарифмдік декрементті электромагниттің қосулы және сөндірулі кездерінде анықтауға болады. Кейін анықталған екі логарифимдік декременттер үшін амплитудалық резонансты анықтауға болады. Сондай-ақ еріксіз тербелістердің амплитудасы да анықталады. Бұл К рычагы арқылы анықталады.
Алынған сандық мәндер график түрінде салынады.
Амплитуда – еріксіз тербелістердің функциясы.
Тербелістің фазалық резонанстық қисығын анықтамас бұрын бағыттаушының бір-біріне байланысты тербелісін шкала бойынша анықтап алу керек.
Резонанс кезінде ( 0 ) бірінші бағыттаушы нөлдік шкала бойынша өткенде, ал екіншісі бұрынғы бағытында болады. Осыған байланысты фазалар айырымы 900-қа тең болады.
Ал сыртқы күштердің әсерінен болатын жиіліктер маятниктің өздік тербелісінің жиіліктерінен аспаса, онда   0
фазалар айырымының шкаласы нөлден қарама-қарсы бағытқа өзгереді. Бұл кезде потенциалдар айырымы 1800-қа тең болады.
К рычагтың қозғалыс заңының теңдеуі былай жазылады
x x0 sint
Потенциалдар айырымына байланысты маятниктің қозғалыс заңының теңдеуі:
y y0 sint   
Осы уақытта еріксіз күш мынадай максимал мәнге ие

болаы
x x0 .
t  2n  1
2

осыдан
y y0 cos




  arccos y
y0

. (6)


(6)-шы теңдеуден фазасын оңай анықтауға болады,

тек y және
y0 шамаларын өлшеу керек.


№

Т=0,9c




I1  0.0 А

I 2  0.2 А

I 3  0.4 А

I 4  0.6 А




U1

ˆ1

U2

ˆ2

U3

ˆ3

U4

ˆ4




1

3

0,8

3

0,9

3

0,9

3

0,9

2

4

1,1

4

1,1

4

1,1

4

1,1

3

5

1,2

5

1,2

5

1,3

5

1,2

4

6

1,6

6

1,7

6

1,8

6

1,6

5

7

3,3

7

2,9

7

3,6

7

2,8

6

7,6

20,0

7,6

15,2

7,6

7,4

7,6

3,6

7

8

16,8

8

4,3

8

3,6

8

2,6

8

9

1,6

9

1,8

9

1,6

9

1,3

9

10

1,1

10

1,1

10

1,0

10

1,0

3-сурет. Резонанстық құблыстың пайда болу графигі.





жүктеу/скачать 0.95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25



©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет