Моделирование колебательных процессов (на примере физических задач). Щеглова И. Ю - 54 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГОСГИ | Коломна

Составители: 

Рубрика: 

54 Моделирование свободных колебаний физического маятника
Пример числовых данных:
m
=1 кг; θ
o
=5 град, 15 град, 45 град; L=5 м; g=9,81 м/с
2
; H=0,2 м;
R
=0,05 м; υ
o
=0 м/с; f=0,05 Н·с; t
o
=0 c; t
max
=25 c.
3. Рассчитать (в рамках созданной таблицы) момент инерции цилиндра J
о
,
начальное смещение
o
x центра инерции цилиндра (для всех трех значений
начального отклонения), а также собственную частоту колебаний маятника при
малых отклонениях (см. (1*)).
4. На отдельном листе (
Расчеты) смоделировать данные для графического
моделирования колебаний физического маятника, т.е. рассчитать скорость,
отклонение маятника и линейное смещение центра инерции цилиндра в
различные моменты времени для всех значений начальных отклонений
o
θ .
Отклонение Угловая
скорость, с
-1
рад рад рад
Линейное
смещение, м
№№
п/п
Время,
с
1
o
θ
2
o
θ
3
o
θ
Время,
с
1
o
θ
2
o
θ
3
o
θ
1
o
θ
2
o
θ
3
o
θ
1.
2.
3.
…
5. Построить графики колебательного процесса (зависимости угловой
скорости, отклонения и смещения от времени) на различных диаграммах.
Определить экспериментально, когда колебания перестают быть
гармоническими. В чем это проявляется?
6. Рассчитать отклонение и смещение тела в случае малых колебаний
(см. (1*)). Сравнить полученные в пп. 5 и 6 решения.
7. Решить задачу для случая действия силы сопротивления
,
пропорциональной скорости тела.
8. Сохранить данные в файле 1.4_Физический маятник.xls.
Задания для самостоятельной работы
1. Рассмотреть колебания физического маятника, представляющего собой 1) тонкий
однородный стержень длиной L и массой m; 2) шар радиуса R и массой m,
подвешенный на нити.
Задание № 2. Работа с компьютерной моделью "Физический маятник"
1. Открыть апплет "Физический маятник".
В верхней части экрана выводятся длина нити и начальное отклонение, а
также экспериментальное и теоретическое значения периода колебаний. 
54                     Моделирование свободных колебаний физического маятника


    Пример числовых данных:
     m=1 кг; θo=5 град, 15 град, 45 град; L=5 м; g=9,81 м/с2; H=0,2 м;
     R =0,05 м; υo=0 м/с; f=0,05 Н·с; to=0 c; tmax=25 c.
    3. Рассчитать (в рамках созданной таблицы) момент инерции цилиндра Jо,
начальное смещение xo центра инерции цилиндра (для всех трех значений
начального отклонения), а также собственную частоту колебаний маятника при
малых отклонениях (см. (1*)).
    4. На отдельном листе (Расчеты) смоделировать данные для графического
моделирования колебаний физического маятника, т.е. рассчитать скорость,
отклонение маятника и линейное смещение центра инерции цилиндра в
различные моменты времени для всех значений начальных отклонений θ o .
                   Угловая                        Отклонение            Линейное
№№ Время,        скорость, с-1        Время,   рад    рад    рад       смещение, м
п/п  с                                  с
                θ o1    θ o2   θ o3            θ o1   θ o2   θ o3     θ o1     θ o2   θ o3
 1.
 2.
 3.
 …
    5. Построить графики колебательного процесса (зависимости угловой
скорости, отклонения и смещения от времени) на различных диаграммах.
Определить    экспериментально,     когда колебания  перестают   быть
гармоническими. В чем это проявляется?
     6. Рассчитать отклонение и смещение тела в случае малых колебаний
(см. (1*)). Сравнить полученные в пп. 5 и 6 решения.
    7. Решить задачу для случая                   действия     силы          сопротивления,
пропорциональной скорости тела.
      8. Сохранить данные в файле 1.4_Физический маятник.xls.
Задания для самостоятельной работы
1. Рассмотреть колебания физического маятника, представляющего собой 1) тонкий
однородный стержень длиной L и массой m; 2) шар радиуса R и массой m,
подвешенный на нити.

Задание № 2. Работа с компьютерной моделью "Физический маятник"
    1. Открыть апплет "Физический маятник".
     В верхней части экрана выводятся длина нити и начальное отклонение, а
также экспериментальное и теоретическое значения периода колебаний.

Страницы