Сложение колебаний. Веселый физический опыт дома

ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ОПЫТЫ ДОМА
Справочник / Занимательные опыты / Опыты по физике

Сложение колебаний. Физические эксперименты

Занимательные опыты по физике

Занимательные опыты дома / Опыты по физике для детей

Колебания можно складывать. Если они направлены в одну сторону, то получаются колебании, размах которых равняется сумме размахов слагаемых колебаний. Если же направления колебаний одинакового размаха противоположны, то колебания вычитаются друг из друга и прекращаются. (Ведь если из единицы вычесть единицу - получится нуль.) На специальном приборе ставится опыт со звуком. В результате вычитания одного звукового колебания из другого, точно такого же, звук исчезает и ничего не слышно.

Мы же с вами будем складывать два взаимно перпендикулярные колебания, сообщив их одному маятнику. Посмотрим, что получится в результате этого сложения.

Подвесьте маятник в таком месте, чтобы его колебаниям ничто не мешало (например, дверной проем). Отклоните его вправо и, перед тем как отпустить, толкните вперед. Маятник получил сразу два направления движения: ему надо качаться справа налево и одновременно вперед и назад, поскольку вы его так толкнули. Направления колебаний перпендикулярны друг другу, они складываются, и маятник теперь описывает эллипсы или даже окружности.

Сложение колебаний

Другой опыт на сложение колебаний, которые перпендикулярны друг другу, можно проделать так.

Возьмите велосипедную спицу (можно прямой кусок стальной или медной проволоки примерно такой же толщины и длины), крепко зажмите ее конец (если это спица, то тот конец, на котором маленький изгиб) в тисках или между двумя деревянными брусками. Спица должна быть в вертикальном положении. На свободный конец спицы наденьте кусочек резиновой трубки со вставленным в нее (наполовину) блестящим стальным шариком от шарикового подшипника. Если внутренний диаметр трубки больше толщины спицы, намотайте на конец спицы немного изоляционной ленты.

Сложение колебаний

Опыт будем наблюдать сверху, позаботьтесь, чтобы шарик на спице был хорошо освещен, чтобы на нем был яркий блик.

Если вы немного отклоните спицу и отпустите ее, она начнет колебаться, блик на шарике будет описывать эллипсы. Почему же эллипсы, а не прямую линию? Дело в том, что, отклонив и отпустив спицу, вы, сами того не замечая, сообщили ей сразу два направления колебаний. Но теперь потренируйтесь, чтобы блик шарика при отпускании спицы чертил только короткую прямую линию. Главное при отпускании спицы - постараться, чтобы рука была совершенно спокойной, не дрожала и пальцы разжимались быстро.

Когда вы добьетесь, что блик шарика на спице будет вычерчивать короткую прямую линию, ударьте по спице, поперек ее колебаниям, деревянной палочкой. Шарик сразу начнет описывать эллипсы. Это результат сложения двух перпендикулярных колебаний. Не увлекайтесь большим размахом спицы, вполне достаточно, если ее размах будет два-три сантиметра. Если дома нет велосипедной спицы, можно взять длинную вязальную спицу.

При сложении колебаний разных частот, как это делал французский физик Лиссажу, получаются не эллипсы, а красивые, замысловатые фигуры. Вы и сами легко сможете воспроизвести опыты с фигурами Лиссажу. Вот как это, например, делается. Склейте из картона конус с маленьким (один-два миллиметра) отверстием в его вершине. Подвесьте конус за две нитки в дверном проеме (разумеется, конусом вниз). Теперь зажмите обе нитки (например, бельевой прищепкой, зажимом "крокодил" и т. п.) в каком-нибудь месте - скажем, в пяти сантиметрах от конуса. На пол надо постелить газету, а на нее положите кусок бумаги темного цвета, лучше бархатистую.

Теперь надо отвести маятник немного на себя и вправо и насыпать в воронку конуса манной крупы. Отпустив маятник, сможем наблюдать получающиеся в результате его колебаний фигуры Лиссажу. Меняя положение зажима ниток, можно получать разные фигуры.

Очень красив опыт с фигурами Лиссажу, если вместо воронки к концу ниток привязать батарейку карманного фонарика с горящей лампочкой и потушить в квартире свет.

Автор: Рабиза Ф.В.

Рекомендуем интересные опыты по физике:

▪ Сложность света

▪ Наука о мыльных пузырях

▪ Ожившие железки

Рекомендуем интересные опыты по химии:

▪ Акварельные краски

▪ По окрашиванию пламени различаем вещества

▪ Крахмал расщепляется слюной

Смотрите другие статьи раздела Занимательные опыты дома.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Значение массы гравитона уточнили 15.11.2019

Группа ученых, в состав которой вошли исследователи из нескольких французских университетов и других научных учреждений, нашла новый способ, позволяющий уточнить значение верхнего предела массы гравитона. Этот способ основан на точных измерениях нескольких параметров крупных космических тел, таких, как звезды и гигантские газовые планеты, благодаря этому ученым удастся сделать то, что практически невозможно сделать любыми другими из имеющихся у ученых методов.

Согласно Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, в процессе формирования массы у огромных космических тел, которые своей гравитацией деформируют пространственно-временной континуум в прилежащем пространстве, задействована теоретически невесомая элементарная частица, называемая гравитоном. Ученые в течение долгих лет с переменным успехом "ломали копья", доказывая или опровергая факт наличия собственной массы у гравитона.

Один из методов, используемых учеными в прошлом, был основан на данных изучения скорости расширения Вселенной, по результатам этого метода получалось, что если гравитон и обладает массой, то очень малой, на уровне 10^-32 электронвольт. К сожалению, вышеупомянутые результаты основаны на большом количестве предположений и допущений, некоторые из которых до сих пор считаются спорными.

Второй метод определения массы гравитона заключается с изучения малых отклонений в орбитах, по которым движутся достаточно массивные космические тела. Именно эти отклонения могут быть вызваны наличием отличной от нуля массы гравитона, однако, если у гравитона имеется, как и у фотона света, нулевая масса покоя, то гравитоны должны двигаться со скоростью, близкой к скорости света, для того, чтобы оказать заметное влияние на окружающий мир.

Именно этот второй метод и взяли на вооружение французские ученые, найдя способ улучшения его точности. Ученые используют данные, в которых фигурирует "замороженное" в определенные моменты времени положение некоторых звезд и планет. Первые временные точки такой "заморозки" начинаются с 2000 года. Основываясь на этих первоначальных данных, ученые рассчитали значения массы, скорости и положения в пространстве Солнца, некоторых планет и крупных астероидов.

Затем на основе нескольких фундаментальных уравнений были созданы компьютерные математические модели, которые просчитали движение всех анализируемых объектов вперед во времени, до 2017 года, и назад до 1913 года. Эти периоды времени были выбраны не случайно, ученым удалось найти в общей массе астрономических данных достаточно подробные и достоверные данные об интересующих их космических телах на тот момент времени.

Проведя вычисления, основанные на отклонениях реальных орбит движения космических тел от теоретических, ученые вычислили новое значение верхнего предела массы гравитона, которое стало теперь равно 6.76x10^-23 с вероятностью около 90 процентов.

Исследователи отмечают, что полученное ими значение находится очень близко к значению, полученному учеными, работающими на гравитационной обсерватории LIGO и изучающими гравитационные волны. Это вселяет надежду в достоверность полученных результатов, но и не исключает пока возможности того, что такое совпадение является просто случайностью.

Другие интересные новости:

▪ Процессор на базе двумерного полупроводника

▪ Ультразвук против диабета

▪ Чем пахнут ядовитые грибы

▪ Изменение реальности и ложная память

▪ Бум продаж фитнес-браслетов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочные материалы. Подборка статей

▪ статья Не всякое лыко в строку. Крылатое выражение

▪ статья Какое село является родиной двух маршалов и двенадцати генералов? Подробный ответ

▪ статья Видеоинженер. Должностная инструкция

▪ статья Простой регулятор тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фокус с отмеченными датами. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте