Компьютерные технологии в физике. Часть 2. Эксперимент с компьютерной поддержкой. Артамонов М.Ф - 20 стр.

              ∆ ω / ω0 ≈ (3 / 8) x02 , где ∆ ω (или ∆ T ) -нелинейная поправка к частоте ω 0
              (периоду T0 ) колебаний малой амплитуды. Определите также средний
              декремент затухания колебаний γ . Амплитуда колебания ( x0 )i измеряет-
              ся непосредственно, или вычисляется по измеренному значению скорости
              шарика ui согласно формуле: ( x0 ) i ≈ ( x0 ) i −1 − ∆ u i ( x0 )1i −/ 12 , справедливой при
              малых изменениях скорости ∆ u i за период колебаний.

              6. Измерьте скорость шарика. Для этого выведите на экран сигнал фото-
              диода при небольших отклонениях шарика. Измерьте ∆t, используя ре-
              зультаты временной калибровки ИВС (задание 3). Для данного радиуса
              шарика R найдите скорость u = 2 R / ∆t. Запишите значения скоростей в
              файл и по данным измерений оцените среднюю силу сопротивления воз-
              духа за период колебаний для трех первых колебаний.

              7. Определите по результатам измерений коэффициент затухания γ для
              произвольного начального отклонения шарика , найдите величину эффек-
              тивной вязкости η и сравните ее с табличным значением молекулярной
              вязкости воздуха ηt = 1.82 ⋅10 −5 кг/с⋅м .

              8. Для шарика радиуса R оцените максимальное отклонение, при котором
              существенную роль играют еще эффекты молекулярной вязкости, т.е.
              Re = uRρ / η t ≈ 1, где u - максимальная скорость шарика, ρ=1.29 кг/м 3 -
              плотность воздуха.

              9. При выполнении предыдущих заданий было установлено, что даже при
              небольших углах отклонения сила сопротивления движению шарика обу-
              словлена не молекулярной η t , а эффективной, турбулентной, вязкостью η .
              В этом задании покажите, что величина η определяется числом Рей-
              нольдса Re . Для этого проведите измерения с тремя шариками разных ра-
              диусов R1 , R2 , R3 , причем для каждого шарика начальное отклонение h
              устанавливайте так, чтобы uR ≈ const . Начинать измерения удобно с ша-
              рика большего диаметра. Для каждого случая найдите вязкость η и пояс-
              ните результат. Затем для выбранного шарика проведите измерения с
              тремя начальными отклонениями и поясните найденную зависимость
              η ( h ).

              10. Исследуйте зависимость силы сопротивления от времени для одного
              шарика. Для этого установите N= 500 и максимальную начальную ампли-
              туду отклонения шарика. Поясните вид полученной зависимости.

                                                          19


PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com