Лучший способ познать тот или иной закон физики — провести опыт. Но порою демонстрационных приборов для такой работы либо не хватает, либо нет вообще. Но ведь некоторые из них можно изготовить самим, даже из подручных материалов. Вот об устройстве некоторых таких приборов «Мастерок» и расскажет сегодня.
Первый прибор (рис. 1) предназначен для демонстрации вынужденных колебаний и механического резонанса.

Из курса физики известно, что вынужденные колебания любого тела появляются под влиянием внешней, периодически действующей силы. Изменяя частоту колебаний, можно добиться такого состояния, при котором частота собственных колебаний маятника совпадает с частотой вынужденных колебаний. Это явление называется резонансом. Таким образом, нетрудно показать, что вынужденные колебания тесно связаны с явлением резонанса.

А теперь об устройстве прибора. На толстой деревянной подставке укреплены две стойки с перекладинами. В верхней части стоек просверлены отверстия для оси — металлического прутка диаметром 5—6 мм. На выступающий наружный конец прутка надевают ручку. В середине оси сделан выгиб для получения эксцентрика. К этому месту подвешивают пружину с маятником.

Для того чтобы предотвратить колебания маятника в горизонтальной плоскости, через него (а также внутри пружины) пропускают тонкую проволоку, один конец которой закрепляют на подставке, а другой — на средней перекладине. Опыт начинают с показа собственных колебаний маятника. Для этого достаточно вывести маятник из положения равновесия. Затем, вращая ручку, показывают вынужденные колебания маятника. Вначале амплитуда колебаний будет небольшая. Постепенно, увеличивая число оборотов ручки, можно добиться резонанса. Отклонение маятника от положения равновесия при этом значительно возрастает. Подвешивая пружины различной жесткости и устанавливая маятники с различной массой, можно наблюдать за изменением резонансной частоты колебаний.

Журнал Мастерок №42-89г.
Статьи по теме: От теории к практике