Моделирование колебательных процессов (на примере физических задач). Щеглова И. Ю - 24 стр.

24                                           Моделирование свободных колебаний
                                                    математического маятника
     условий или условий проведения эксперимента. Однако он имеет и
     недостатки: он применим только тогда, когда сравниваемые величины имеют
     один и тот же порядок.
     2). Диапазон данных для построения диаграммы – блок ячеек В4:Е104.
     Программа Excel автоматически будет рассматривать этот диапазон как три
     ряда данных, а именно: 1-ый ряд – (В4:С104) (зависимость координаты от
     времени), 2-ой ряд – (В4:В104; D4:D104) (зависимость скорости от времени) и
     3-ий ряд – (B4:B104; Е4:Е104) (зависимость ускорения от времени), причем
     первая колонка (диапазон В4:В104) будет общей для всех рядов данных.
     3). Дальнейшее построение ведется по стандартному плану. Основные
     требования:
        - тип диаграммы – Точечная;
        - имя рядов данных: Координата, м, Скорость, м/с и Ускорение, м/с2
        (вводятся в соответствующее поле с клавиатуры или в виде ссылки на
        соответствующие ячейки Таблицы данных);
        - параметры диаграммы:
            "Название диаграммы" – Графики колебательного процесса;
            "Ось Х (категорий)" – Время t, с;
            "Ось Y (значений)" – Координата (м); Скорость (м/с); Ускорение (м/c2);
        - включить основные линии сетки по обеим осям;
        - вывести легенду и указать ее размещение на диаграмме ("внизу");
        - расположение – на отдельном листе.
       7. Сравнить графики с полученными в Задании № 1.
     8. Ввести новый параметр – массу маятника. Ее числовое значение
заносится в ячейку С19 таблицы исходных данных (принять m=5 кг). Добавить
три новые колонки в таблицу данных (лист Расчеты): "Кинетическая энергия,
Дж"; "Потенциальная энергия, Дж"; и "Полная механическая энергия, Дж"
(столбцы F, G, H).
     9. В столбце F таблицы рассчитать кинетическую энергию маятника
Ек = mυ в различные моменты времени.
        2


      2
     10. В столбце G таблицы рассчитать потенциальную энергию маятника:
E p = mgh , где h – высота поднятия маятника относительно начального
(нулевого) уровня в соответствующий момент времени (см. рис. 1):
     h = l − l ⋅ cos θ = l(1 − cos θ) .                             (7)
     11. В колонке "Полная механическая энергия, Дж" (столбец Н) определить
сумму кинетической и потенциальной энергий в каждый момент времени
заданного временного интервала.
    12. Построить на одной диаграмме графики зависимости каждого вида
энергии от времени.