III. Giải pháp
b) Thí nghiệm kiểm chứng tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương có tần
số khác nhau chút ít.
* Mục đích: Kiểm chứng đồ thị tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương có tần
số khác nhau chút ít.
Để thực hiện được thí nghiệm này tác dụng tổng hợp hai dao động: dao động tự do của con lắc lò xo và dao động cưỡng bức lên con lắc (gây ra bởi nam châm điện)
* Dụng cụ và bố trí thí nghiệm
(1) Nam châm điện
(2) Vật nặng hình trụ 56g, đường kính 25mm, cao 12mm
(3) Nam châm vĩnh cửu khối lượng 10g (4) Lò xo có độ cứng k = 6N/m
(5) Giá đỡ TN (6) Máy phát tần số.
(7) Cảm biến lực CMA 0663i (8) Máy tính cài Coach7
Sơ đồ bố trí TN DĐCB trong không khí
* Các bước tiến hành thí nghiệm
- Treo cảm biến lực lên giá TN, đầu còn lại treo lò xo
- Gắn nam châm vĩnh cửu lên vật nặng rồi treo vào đầu lò xo tạo con lắc lò xo thẳng đứng.
- Đặt nam châm điện phía dưới vật nặng sao cho để tâm của vật và nam châm (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
49 trùng nhau.
- Cài đặt máy phát tần số về chế độ phát dao động hình sin. Ngắt nguồn máy phát tần số và nối nam châm điện với máy phát tần số.
- Kết nối cảm biến lực với máy tính, khởi động phần mềm Coach 7 chọn chế độ Measurement, chọn cảm biến lực – 5N : 5N
- Cài đặt tốc độ lấy mẫu 500 mẫu/ giây, thời gian ghi là 30s. - Chuẩn bị đồ thị F(t) bằng cách hiển thị trên cửa sổ Coach 7.
- Khởi động đo trên Coach 7 đồng thời khởi động máy phát tần số. Đồ thị dao động sẽ được ghi lại.
Thí nghiệm kiểm chứng tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương có tần số khác nhau chút ít.
* Kết quả và phân tích
Khi kích thích con lắc dao động với tần số lực cưỡng bức fCb = 1,5Hz, kết quả thu được ghi trên đồ thị sau đây.
Đồ thị thực nghiệm tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương có tần số khác nhau chút ít.
50
Mô hình và đồ thị khớp giữa kết quả thực nghiệm và mô hình của tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương có tần số khác nhau chút ít.
Chèn đồ thị thực nghiệm vào đồ thị mô hình, chú ý chúng ta sử dụng cảm biến lực nên mô hình cần có đại lượng trung gian F = kx hoặc phải xử lí số liệu đưa đồ thị thực nghiệm về x(t). Thay đổi các giá trị trên mô hình ta thu được sự khớp nhau giữa đồ thị lí thuyết và đồ thị mô hình chứng tỏ tính đúng đắn của lí thuyết – mô hình và thực nghiệm.