Материалы по запросу: физический маятник лабораторная
Лабораторная работа № 5. Исследование колебаний математического и физического маятников.
Лабораторная работа № 5. Исследование колебаний математического и физического маятников.
Возрастно-психологическое консультирование.кс_МАГ (тест с ответами Синергия/МОИ/МТИ/МосТех/МОСАП)
существуют. *Включенное *Не включенное *Структурированное *Перманентное *Временное *Полевое *Лабораторное 30. Какие негативные эмоции могут быть рассмотрены в процессе консультирования *Стыд *Гнев *Счастье
💯 Возрастно-психологическое консультирование.фпдг_МАГ — ответы на тест Синергия / МОИ / МТИ / МосАП
предложенных вариантов Включенное Не включенное Структурированное Перманентное Временное Полевое Лабораторное Какие негативные эмоции могут быть рассмотрены в процессе консультированияТип ответа: Множественный
Стратегический менеджмент (7 семестр) тест с ответами ММА/ИДО
Юридическое оформление проблемы. b.Ее политическая или экономическая подоплека. c.Лежащие в ее основе физические, химические, биологические или иные природные законы и принципы. d.Субъективное мнение экспертов
Отчет по лабораторной работе "Изучение свободных затухающих колебаний физического маятника"
Отчет по лабораторной работе "Изучение свободных затухающих колебаний физического маятника"
[Росдистант] Физика 1 (Механика. Молекулярная физика) (тесты, вопросы, ответы)
4 кДж 3 кДж 7 кДж 1 кДж Что называется импульсом тела? Выберите один ответ: Векторная физическая величина, равная произведению массы на скорость , имеющая направление скорости и измеряемая в единицах
Ответы на тест / РОСДИСТАНТ / Физика. Механика. Молекулярная физика / 200 вопросов / Итоговый тест (5 попыток)
один ответ: Векторная физическая величина, определяемая векторным произведением радиуса-вектора на импульс материальной точки : , единица измерения которой Скалярная физическая величина, определяемая
УИГА Физика Лабораторная работа ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ ФИЗИЧЕСКОГО И МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКОВ
УИГА Физика Лабораторная работа ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ ФИЗИЧЕСКОГО И МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКОВ
Вычислительные системы и сети
RAS# (tRP), Время обращения (tRAS), Декодирование команд (CR) 1T; Доступность и использование физической и виртуальной памяти; Количество модулей SPD, планок памяти; Тип разъема ОЗУ; Объем плашки
[Росдистант] Физика 1 (промежуточные и итоговый тесты, вопросы, ответы)
летевший со скоростью v = 5 м/с, попал в баллистический маятник массой M = 5 кг и застрял в нем. На какую высоту h, откачнувшись после удара, поднялся маятник? Ответ: Шар массой m1 = 20 кг, движущийся со
Изучение свободных затухающих колебаний физического маятника ТИУ
Изучение свободных затухающих колебаний физического маятника ТИУ
Теория автоматического управления ( 2 лабораторные ) ТАУ
Теория автоматического управления ( 2 лабораторные ) ТАУ
Как написать введение к лабораторной работе: пошаговый разбор с примерами
Лабораторная работа требует не только точных расчетов и экспериментов, но и правильного оформления отчета в научном стиле. Одним из обязательных разделов является введение. Оно объясняет, зачем выполняется
415 +1
0
Выполнение заданий по проектно-технологической практике. задания под номером: 2,3,4,5
Естественные науки Физика Б У Химия Б У Биология Б У Естествознание Б Физическая культура, экология и основы безопасности жизнедеятельности Физическая культура Б* Экология Б Основы безопасности жизнедеятельности
История науки о времени: как ученые измеряют и понимают его течение
периодов излучения атома цезия-133. Это показывает, что современное измерение опирается на стабильный физический процесс, а не на движение небесных тел. Так шаг за шагом ученые уточняли шкалу времени и делали
106
0
Темы курсовых работ по физике: актуальные задачи и идеи для студентов
тему по нескольким фильтрам.
Что уже знаете по теме
Оцените базу. Есть ли понимание из лекций и лабораторных. Хватает ли математики для расчётов. Если приходится начинать с нуля, тема может занять слишком
148 +1
0
Ход лабораторной работы: как правильно описать выполнение эксперимента
Лабораторный отчет ценят не за объём, а за понятную последовательность действий: читатель должен видеть, что именно было сделано, при каких условиях и что получилось. Чтобы ход выполнения лабораторной
84 +1
0
В лабораторном эксперименте при падении маятника с небольшим магнитом рядом со стальной пластиной наблюдается…
В лабораторном эксперименте при падении маятника с небольшим магнитом рядом со стальной пластиной наблюдается затухание колебаний без видимого трения — объясните возможные физические механизмы и как их
Ответ на вопрос
Возможные механизмы затухания и как их отличить experimentally:
Коротко о механизмах
- Вихревые токи (энергия рассеивается в пластине как джоулево тепло). При изменяющемся магнитном потоке в проводящей пластине индуцируются токи, создающие поле, противодействующее движению магнита — действует тормозящая сила, приближённо пропорциональная скорости: \(F\sim -\gamma v\).
- Гистерезис в ферромагнетике (сталь): циклическое перемагничивание пластины расходует энергию в виде тепла (энергия равна площади петли \(B\!-\!H\) на цикл).
- Механическая передача энергии пластине (вибрации, акустика) — часть энергии уходит в колебания/звук пластины и затем в тепло.
- Наличие контакта или трения (если соприкасаются) — классическое механическое рассеяние.
- Внутренние вихревые токи в самом магните (если он проводящ) и нагрев магнита.
- Аэродинамическое сопротивление может увеличиваться из‑за близости пластины (изменение потока воздуха).
Какие наблюдения укажут на каждый механизм (простые тесты)
1) Проверка вихревых токов:
- Замените стальную пластину на тонкую алюминиевую/медную (проводящую, немагнитную). Если затухание сохраняется → вихревые токи.
- Сделайте в пластине продольные щели (разрывающие замкнутые контуры токов). Если затухание резко уменьшается → вихревые токи.
- Измерьте зависимость потерь от частоты/скорости: мощность потерь для вихревых токов растёт быстрее с частотой, приближённо \(P_e\propto f^2\) (в простых моделях).
2) Проверка гистерезиса:
- Используйте ламинированную или тонколистовую сталь с изоляцией между слоями (как в трансформаторных сердечниках) — это уменьшит вихревые токи, но не гистерезис. Если затухание остаётся почти прежним → гистерезис важен.
- Измерьте нагрев пластины: гистерезионные потери и вихревые токи дадут нагрев; чтобы отличить, менять проводимость/толщину пластины.
- Зависимость мощности потерь от частоты для гистерезиса примерно \(P_h\propto f\) (энергия на цикл почти постоянна), в отличие от квадратичной для вихревых токов.
3) Проверка механической передачи и акустики:
- Освободите или жёстко зафиксируйте пластину: если при жёсткой фиксации затухание уменьшается → значима механическая отдача в колебания пластины.
- Прослушивание/микрофон/акустическая съёмка: значимый акустический сигнал — энергия уходит в звук.
4) Проверка контакта/трения:
- Убедитесь, что маятник не касается пластины. Если при небольшом зазоре затухание исчезает — было трение/удары.
5) Проверка влияния воздуха:
- Повторите в вакууме (или уменьшите давление). Если затухание существенно уменьшается → аэродинамика важна.
Практическая последовательность тестов (коротко)
1. Увеличьте зазор — затухание сильно уменьшается → магнитные эффекты (вихревые/гистерезис) вероятны.
2. Поменяйте пластину: алюминий (проводящая, немагнитная) / тонкие ламинированные листы / неметалл (пластик). Сравните.
3. Сделайте щели в пластине или используйте ламинирование.
4. Измерьте изменение амплитуды по времени: экспоненциальный спад \(A(t)=A_0 e^{-t/\tau}\) указывает на вязкое торможение (вихревые токи дают такое поведение). Измерьте зависимость потерь от частоты/скорости.
5. Измерьте нагрев пластины (термокамера или термопара) и звук/вибрации.
Краткие критерии интерпретации
- Действует на проводящие немагнитные пластины → вихревые токи.
- Остаётся при устранении вихревых контуров (ламинат) → гистерезис/механика.
- Сильная зависимость от скорости (линейная в силе) и экспоненциальный спад амплитуды → поведение, типичное для вихревого торможения.
- Нагрев пластины и микроскопическое остаточное намагничивание → гистерезис.
Это набор наиболее вероятных механизмов и практических проверок, позволяющих их различить.
Еще 29
1
Кейс: в лабораторном опыте с маятником при постепенном нагреве точки подвеса амплитуда начинает расти — предложите…
Кейс: в лабораторном опыте с маятником при постепенном нагреве точки подвеса амплитуда начинает расти — предложите физические механизмы, которые могли привести к такому увеличению колебаний
Ответ на вопрос
Ниже перечислены физические механизмы, которые могли привести к росту амплитуды маятника при постепенном нагреве точки подвеса, с краткими пояснениями и формулами.
1) Адиабатическое изменение частоты (сохранение адiabатического инварианта)
- При медленном изменении длины \(l(t)\) собственная частота \(\omega_0(t)=\sqrt{g/l(t)}\) меняется. Для медленных (адиабатических) изменений инвариант \(I=E/\omega\) сохраняется, поэтому энергия \(E\propto\omega\) и амплитуда ведёт себя как
\[
A\propto\omega^{-1/2}.
\]
- Следствие: если нагрев удлиняет подвес (\(l\) растёт → \(\omega\) падает), то \(A\) возрастает даже без внешнего резонансного возбуждения.
2) Парамeтрическое возбуждение при изменении параметра (Mathieu-тип)
- Если изменение \(l\) или жёсткости подвеса содержит гармоническую компоненту примерно с частотой \(2\omega_0\) (например из-за пульсации мощности нагрева или термальных колебаний), уравнение становится близким к уравнению Матье:
\[
\ddot\theta + 2\beta\dot\theta + \omega_0^2[1+h\cos(2\omega_0 t)]\theta=0.
\]
- Амплитуда экспоненциально растёт при достаточном модулe модуляции \(h\), приближённый порог: \(h>\dfrac{2\beta}{\omega_0}\).
3) Движение воздуха / тепловая конвекция (внешняя вынуждающая сила)
- Нагрев создаёт конвекционные потоки, которые действуют как временно-зависимая вынуждающая сила \(F(t)\):
\[
\ddot\theta + 2\beta\dot\theta + \omega_0^2\theta = \frac{F(t)}{m l}.
\]
- Если спектр \(F(t)\) содержит компоненту близкую к \(\omega_0\), маятник резонансно усиливается; даже слабая периодическая тяга при малом затухании приводит к росту амплитуды.
4) Снижение затухания при нагреве (уменьшение потерь)
- Нагрев может уменьшать вязкость смазки, внутреннее трение в подвесе или сопротивление воздуха (изменение вязкости воздуха), то есть уменьшать коэффициент затухания \(\beta\). При наличии любого шума или слабого возбуждения уменьшение \(\beta\) повышает установившуюся амплитуду. Формально при вынуждении амплитуда пропорциональна \(1/\beta\) в приближении линейного резонанса.
5) Термоупругие/термокремповочные удары в точке подвеса (импульсные возмущения)
- Нагрев может вызывать локальные деформации, «прилипания/отлипание» или релаксационные удары в шарнире → кратковременные толчки f(t). Последовательность таких толчков, синхронизированная с фазой маятника, может усиливать амплитуду.
6) Изменение положения равновесия и геометрические эффекты
- Тепловое расширение опоры или шнура меняет положение равновесия и эффективную длину; при несовпадении центра масс/оси подвеса возможны дополнительные крутящие моменты, приводящие к росту колебаний. Формула для частоты: \(\omega_0=\sqrt{g/l}\).
Практическая проверка — что смотреть в опыименте: изменение периода \(T=2\pi/\omega_0\) (напр., измерить \(l\)), наличие регулярных флуктуаций температуры/потока воздуха (спектр \(F(t)\)), поведение коэффициента затухания (из огибающей) и вид движения подвеса в шарнире (микропрыжки, люфты). Это поможет отличить адiabатический рост амплитуды от парaметрического/вынужденаго возбуждения.
Еще 24
1
Что часто ищут
Поможем написать учебную работу