Моделирование колебательных процессов (на примере физических задач). Щеглова И. Ю - 100 стр.

100                         Моделирование свободных электрических колебаний

Задания для самостоятельной работы.
1. Изменяя момент времени t max (а, следовательно, и интервал Δt ), проследить за
изменением вида графиков и определить, когда модель перестает работать. Сравнить
этот временной интервал с периодом собственных колебаний.
2. Ввести в ячейки С27 и С28 формулы, позволяющие рассчитать частоту и период
затухающих колебаний по аналитическим формулам.
3. Проследить за влиянием параметров контура (R, L, C) на вид графиков и величины
ωo и Т. Довести величину активного сопротивления до критического значения.
Обратить внимание на некоторое различие графиков I(t) и q(t).
4. Включить на диаграммах (или хотя бы на одной из них) промежуточные линии
сетки по оси абсцисс. Определить экспериментально (по графику) период колебаний
для заданных параметров контура и сравнить с теоретически рассчитанным значением.
Для большей точности можно изменить цену промежуточных делений (выделить ось
Ox и в меню Формат⇒Выделенная ось… на вкладке Шкала указать нужную цену
деления).
5. Определить по графикам сдвиг фаз между колебаниями тока и заряда.
6. Добавить в таблицу два новых столбца: "Падение потенциала на активном
сопротивлении, В" и "Падение потенциала на конденсаторе, В". Составить формулы и
рассчитать падение потенциала на этих элементах в соответствующие моменты
времени (столбцы К и М). Построить графики колебаний падения потенциала на одной
диаграмме. Определить сдвиг фаз между ними. Сравнить со сдвигом фаз между
колебаниями тока и заряда.
7. Рассчитать падение потенциала на катушке, с учетом (*), и построить график
зависимости UL(t) на той же диаграмме. Определить сдвиг фаз между колебаниями
падений потенциала на каждом из элементов контура.
8. Подобрать параметры контура так, чтобы наблюдалось не менее 10 периодов
колебаний. Просмотреть таблицу данных (колонки "Время, с – Заряд, Кл") и выписать
в отдельную таблицу амплитуды заряда (только положительные значения) и
соответствующие им моменты времени. По этим данным построить новый график –
график зависимости амплитуды заряда от времени (тип диаграммы – Точечная, вид –
Точечная). Подобрать линию тренда (с выводом уравнения на графике) и, тем самым,
определить закон, по которому уменьшается амплитуда затухающих колебаний.