能夠完整完成下面實驗:
1.振子的諧振曲線 振幅和頻率的關系;
2. 諧振頻率;
3. 擺的周期;
4. 磁阻尼對諧振曲線的影響;
5.在低于諧振頻率和高于頻率時,振子和驅源的相位差
在本實驗中,在不同阻尼的情況下,得到振幅和頻率的關系曲線來研究受迫阻尼振動。
振子由帶滑輪的鋁質圓盤構成,滑輪通過細線與兩根彈簧相連。該裝置通過兩個轉動傳感器記錄圓盤和驅動源的角位置和角速度,并可記錄不同磁阻尼情況下驅動頻率和振幅的關系曲線,可通過減少磁鐵和鋁盤之間的間隔來增加阻尼。
非線性振蕩子;混沌現象;相空間;龐加勒圖
通過描述受迫非線性擺在相空間的運動和龐加勒圖來研究混沌現象。
振子由連有兩個彈簧的鋁質圓盤組成,圓盤邊沿處的一個質點使得振動非線性。通過改變正弦驅動的頻率來研究從可預見過程到不可預見過程的過渡,通過改變磁阻尼可以改變混沌運動的特征,由轉動傳感器記錄角位置和角速度隨時間的變化,再根據角速度和角位置得到實時相圖。
同時也可以給出實時的龐加勒圖疊加在相圖上,這是通過各次驅動臂擋住光門時記錄下的相圖點來實現的。
共振曲線
磁阻尼
振子由智能小車及2根彈簧構成。阻尼力通過固定在智能小車的磁鐵在鋁制 軌道引起的渦流產生。不同磁阻尼時的振蕩振幅與驅動頻率之間的關系可被繪制出來。將
磁鐵靠近軌道,可以增強磁阻尼力。
智能小車可以通過無線測量位置、速度以及磁阻尼力,
因為磁阻尼緩沖器就固定在智能小車的力傳感器上。
在軟件通過對數據進行阻尼正弦曲線擬合已確定彈簧常數,周期和阻尼因子。周期可直接測量以確定共振頻率。繪制車速與驅動頻率的圖。阻尼力可通過改變磁鐵和軌道的間距實現。
主要部件及參數:
(1)轉動傳感器克砝碼(鋁)、3*2克砝碼(塑料)、3*1克砝碼(塑料)、3*0.5克砝碼(塑料)、1只收納盒
※5、轉動傳感器:分辨率:0.0078mm(直線)、0.00157弧度或0.09度(旋轉);3級滑輪:直徑10mm,29mm和48mm;;最大轉速:30轉/秒,轉動光學編碼器:雙向,4000格/轉:傳感器尺寸:10厘米x5厘米x3.75厘米,6.35 毫米軸徑
6、物理擺裝置:包括:實心盤、薄環、厚環、帶偏置孔的盤、擺桿、不規則形狀體各1只,安裝螺絲6只
7、不銹鋼游標卡尺:公制/英制(18厘米/6英寸),具有20格的游標刻度,包括保護袋
8、角度指示器:固定在軌道的T形槽上,帶有懸掛的黃銅鉛錘作為角度指示器。
9、角度調節夾:可實現以任意角度夾住并鎖定兩根桿
:分辨率:0.02mm(直線)0.
09°(旋轉);精度:±0.09°;3級滑輪:直徑10mm,29mm和48mm;旋轉分辨率:0.00157弧度;最大轉速:30轉/秒
(2)機械振蕩器/驅動器:正弦運動:12V直流馬達(頻率:0.3-3Hz,電流:0-0.3A);可調節的振幅:可達12cm;光門固定裝置:可安裝一個光門以來測量頻率;
(3)混沌/驅動 諧振動附件:
(4)大型支架底座:重量:4 kg;水平腳距離:25 cm;
(5)120cm長不銹鋼鋼支架*2
(6)45cm長不銹鋼鋼支架
(7)多功能夾*2
(8)實驗用細繩:該繩子形細繩堅固、耐用且不易散開。并可承受 133牛頓的力(等價于13.6 kg)。每卷繩子長320 m。
(9)光電門頭:時間分辨率:1μs,時間精度:0.01%
(10)智能小車
規格:
力:
范圍:± 100 N
分辨率:0.1 N
精度:± 1%
最大采樣率:500 Sa/s 正常模式
1000 Sa/s突發模式
位置:
分辨率:± 0.2 mm
速度:
最大速度:± 3 m/s
最大采樣率:100 Sa/s
加速度:
范圍:± 16g (g= 9.8 m/s2)
最大采樣率:500 Sa/s
藍牙識別范圍:
最大藍牙識別范圍:30m
包括:
車載傳感器智能車、掛鉤、橡膠緩沖器、磁性緩沖器
USB電纜(充電)
(11)機械振蕩器:正弦運動:12V直流馬達(頻率:0.3-3Hz,電流:0-0.3A);可調節的振幅:可達12cm;光門固定裝置:可安裝一個光門以來測量頻率;
(12)磁阻尼附件
(13)彈簧組
(14)小車配重:250g*2
(15)1.2 m 金屬軌道
(16)軌道末端終止器
(17)軌道支架