Бесплатная техническая библиотека

Сложение колебаний. Физические эксперименты

Занимательные опыты дома / Опыты по физике для детей

 Комментарии к статье

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.

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.

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:

▪ Электризация мыльного пузыря

▪ Птичкина хитрость

▪ Флюгер

 Рекомендуем интересные опыты по химии:

▪ Индикаторы из соков и компотов

▪ Камедь и ее растворение

▪ Дым без огня

Смотрите другие статьи раздела Занимательные опыты дома.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Графен на платиновых поверхностях противоречит закону Кулона 01.02.2023 Исследователи из Базеля и Тель-Авива обнаружили, что трение меняется со скоростью в конкретных графеновых структурах на платиновых поверхностях, нарушая закон Кулона, утверждающий, что трение не зависит от скорости в макромире. Материалы, изготовленные из отдельных атомных слоев, высоко ценят их низкие свойства трения, полезные для уменьшения трения на жестких дисках или подвижных частях спутников или космических телескопов. Графен, состоящий из одного слоя атомов углерода, расположенных как соты, является ярким примером и проверяется на его потенциал в качестве смазочного слоя. Более ранние исследования показали, что графеновая лента может скользить по золотой поверхности почти без трения. Если графен нанести на платиновую поверхность, это оказывает значительное влияние на измеряемые силы трения. Теперь физики из Базельского и Тель-Авивского университетов выяснили, что в этом случае трение зависит от скорости, с которой кончик атомно-силового микроскопа перемещается поперек поверхности. Этот вывод стал неожиданностью, поскольку трение не зависит от скорости по закону Кулона, применяемого в макромире. В сочетании с платиновой подложкой графен больше не образует только шестиугольную сотовую структуру атомов углерода, а образует сверхструктуры, известные как сверхрешетки Муара. Тогда поверхность уже не является абсолютно плоской и имеет определенную степень шероховатости. "Если мы переместим наконечник АСМ по этой слегка гофрированной поверхности на низкой скорости, мы измеряем слабую и почти постоянную силу трения", - объясняет профессор Эрнст Майер из Швейцарского института нанонауки и факультета физики Базельского университета. "Но выше определенного порога трение растет со скоростью наконечника AFM", - добавляет первый автор доктор Йимин Сонг. "Чем больше надстройка муара, тем ниже порог, при котором трение становится зависимым от скорости". Исследователи обнаружили, что на хребтах сверхструктур муара существует большее сопротивление при движении кончика. Эти гребни испытывают упругую деформацию через толкающий кончик, прежде чем снова расслабиться, когда давление достаточно высоко. Этот эффект приводит к большим силам трения, которые увеличиваются со скоростью кончика. Моделирование и аналитическая модель подтверждают экспериментальные результаты, полученные этой международной группой исследователей.

Другие интересные новости:

▪ Обнаружен самый медленный пульсар

▪ Печальная судьба роботов

▪ В Тихом океане построят плавучий город

▪ Иммунитет чернобыльцев

▪ Речь кашалотов похожа на человеческую

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Звонки и аудио-имитаторы. Подборка статей

▪ статья Филип Сидни. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое спутник? Подробный ответ

▪ статья Жилковая петля. Советы туристу

▪ статья Комбинированная телевизионная антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Рыбалка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025