Моды колебаний

Оборудование: секундомер, деревянные линейки длиной 40 см (на концах линейки закреплены два груза), канцелярская резинка, штатив с лапкой.

Задание. Разрезанную канцелярскую (кольцевую) резинку прикрепите (с лёгким натягом) к линейке. Закрепите резинку в лапке (на краю зафиксированной на столе линейки), как показано на фотографиях (фото 3 или фото 4). Возбудите в системе поочерёдно разные типы колебаний (моды). Измерьте период малых колебаний различных мод полученной колебательной системы. Повторите измерения несколько раз. Кратко опишите или изобразите графически наблюдаемые вами моды в порядке возрастания частот. Приведите рядом с описанием полученное значение частоты.

Определение. Нормальные колебания или нормальные моды — набор характерных для колебательной системы типов гармонических колебаний. Каждое из нормальных колебаний физической системы, например колебаний атомов в молекулах, характеризуется своей частотой. Набор частот нормальных колебаний составляет колебательный спектр. Произвольное колебание физической системы можно представить в виде суперпозиции нормальных колебаний. Вынужденные колебания физической системы имеют резонанс на частотах, которые совпадают с частотами нормальных колебаний.

В изучаемой вами системе при заданной моде колебаний все точки системы движутся с одной и той же частотой.

Примечание. Возможно, частота некоторых мод будет столь высокой, что вы её не сможете измерить. В этом случае попытайтесь определить частоту приближённо.