PL220609B1 - Zestaw doświadczalny do badań krzywej rezonansowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zestaw doświadczalny do badań krzywej rezonansowej mający zastosowanie zwłaszcza w doświadczeniach edukacyjnych dla młodzieży.

Model wahadła jest używany powszechnie do ilustrowania w procesie edukacji zjawiska rezonansu. Najczęściej korzysta się w tym celu z układu wahadeł sprzężonych, jednak układ taki jest przeznaczony głównie do doświadczeń pokazowych, nie zaś ilościowych. W najprostszej postaci wychylenie wahadła traktowane jest jako przykład oscylatora harmonicznego ze słabym tłumieniem w obecności sinusoidalnej, najczęściej, siły wymuszającej.

Zestaw doświadczalny do badań krzywej rezonansowej według wynalazku ma wahadło w postaci ciężkiego pręta o znacznej długości. Zamocowane jest ono na statywie przytwierdzonym trwale do podstawy. Koniec wahadła umieszczony jest pomiędzy przesuwnym układem szczelin do pomiaru wychylenia i połączony jest elastyczną gumą z generatorem siły wymuszającej, który z kolei połączony jest z regulatorem częstości siły wymuszającej. Generator siły wymuszającej połączony jest ze źródłem prądu.

Zaletą zestawu według wynalazku jest sprzężenie wahadła z generatorem oscylacji mechanicznych za pomocą cienkiej, elastycznej gumki i zastosowanie w generatorze wymuszania impulsowego, co obrazuje inny niż standardowy przykład drgań rezonansowych.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku schematycznym.

Zestaw pomiarowy składa się z modelu wahadła 1 (fizycznego) w postaci ciężkiego pręta o długości około metra zamocowanego na statywie zamocowanym trwale do podstawy 3. Koniec wahadła 1 umieszczony pomiędzy przesuwnym układem szczelin do pomiaru wychylenia 8 połączony jest elastyczną gumą 4 z generatorem siły wymuszającej 5 opartym w swojej konstrukcji na mechanizmie przemieszczania głowicy napędów dyskowych w komputerach PC. Połączony jest on z regulatorem częstości siły wymuszającej 6, który połączony jest ze źródłem prądu 7 w postaci akumulatora 12 V.

Działanie zestawu polega na tym, że po początkowym wprawieniu wahadła 1 w niewielkie drgania i nastawieniu określonej częstotliwości generatora siły wymuszającej 5 należy odczekać odpowiedni czas, aż amplituda drgań ustali się, a następnie za pomocą układu szczelin 8 odczytać wartość maksymalnego wychylenia. Następnie zmieniając odpowiednio częstość możemy wyznaczyć całą krzywą rezonansową w pobliżu częstotliwości drgań własnych.

Claims (1)

1. Zestaw doświadczalny do badań krzywej rezonansowej zawierający wahadło, znamienny tym, że wahadło (1) w postaci ciężkiego pręta o znacznej długości zamocowane jest na statywie (2) przytwierdzonym trwale do podstawy (3), przy czym koniec wahadła (1) umieszczony pomiędzy przesuwnym układem szczelin do pomiaru wychylenia (8) połączony jest elastyczną gumą (4) z generatorem siły wymuszającej (5) połączonym z regulatorem częstości siły wymuszającej (6), który połączony jest ze źródłem prądu (7).