Компьютеризированные демонстрационные эксперименты по механике. Нагорский Н.М - 30 стр.

                                           Рис. 3.14
      3.5. Изучение неизохронности колебаний физического маятника
      Одним из наиболее интересных и методически важных экспериментов,
которые можно показать при помощи данной установки, является опыт по де-
монстрации наличия зависимости частоты колебаний физического маятника от
их амплитуды. Эксперимент демонстрируется следующим образом. Маятник
отклоняется на достаточно большой начальный угол (~60°) и отпускается, пос-
ле чего в течение 10 секунд записывается зависимость ϕ(t). Вид этой зависимо-
сти во время ее записи можно наблюдать на мониторе. Затем путем обработки
полученной зависимости определяются амплитуда колебаний a (это можно сде-
лать с достаточно высокой точностью из-за малости затухания) и соответству-
ющая ей частота колебаний f. За время, в течение которого происходит обработ-
ка (~20÷30 секунд), амплитуда колебаний немного уменьшается из-за затуха-
ния. Поэтому, проводя эти измерения несколько раз подряд, можно получить
набор частот колебаний, соответствующих различным амплитудам.
      Как известно, зависимость частоты колебаний маятника f от их амплитуды a
(в радианах) при не очень больших углах отклонения описывается формулой
 f = f 0 (1 − a 2 / 16), где f0 – частота малых (изохронных) колебаний. Целью данно-
го эксперимента является проверка этой формулы. Поэтому в ходе демонстрации
последовательно получаемые экспериментальные точки автоматически отобра-
жаются на графике, по осям которого откладываются квадрат амплитуды и соот-
ветствующая ей частота. Эти оси индицируются на мониторе в течение всех про-
                                        30