Доклад
для ученической
физико-математической конференции
«Мир вокруг нас
Симивола Михаила Романовича
Руководитель Ряшко Светлана Васильевна
Общеобразовательная
школа № 85, г. Донецк
Название
исследовательской работы: «Построение фигур Лиссажу при сложении гармонических
колебаний ». Мы обратились к этой теме, поскольку жизнь человека тесно связана
с колебаниями. Это и качания веток деревьев, и волны на воде , и детали
различных машин , совершающие колебательные движения , колебания воздуха , когда
мы говорим , а также электромагнитные колебания и радиоволны .
Все
колебательные и волновые процессы обладают общими чертами и даже подчиняются
одинаковым закономерностям несмотря на то, что могут иметь совершенно разную
физическую природу.
Единый
подход к изучению колебаний разной физической природы позволяет глубже
проанализировать любое конкретное явление, выявить аналогию между совершенно
разными по своей природе явлениями , найти общий язык для их описания и в
конечном счете , почувствовать единство физического мира .
Цель нашей работы
заключается в следующем:
*Создать программное обеспечение для построения фигур Лиссажу.
*Проверить и обобщить информацию о зависимости форм фигур Лиссажу от
соотношения между периодами (частотами), фазами и амплитудами колебаний.
*Получить
фигуры сложной формы и объяснить их.
* Научиться находить соотношения между периодами колебаний с
фигурами Лиссажу.
Методы исследования:
·
Изучение специальной научной литературы.
·
Обобщение теоретических знаний о
колебаниях и их связи с фигурами Лиссажу.
·
Использование программного обеспечения для
построения фигур Лиссажу.
·
Анализ полученных фигур.
Основные материалы, полученные в ходе исследования, результаты, приведенные в
работе, могут быть использованы при проведении учебных курсов по физике,
информационного просвещения учащихся, а также среди преподавателей и
специалистов, занимающихся исследованиями в этой области.
Для исследования нами было создано программное
обеспечение «Построитель
колебаний
». Оно предназначено
для построения траекторий,
прочерчиваемых точкой, совершающей одновременно два гармонических
колебания в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Реализована на
свойстве фигур Лиссажу, написана на языке программирования Delphi с
использованием компилятора Delphi 7.
Пользователь
имеет возможность увидеть эту траекторию, проанализировать, очистить рисунок,
после чего снова нарисовать следующую траекторию с иными параметрами. Во
избежание некорректного ввода данных, символы принимающие поле ввода, строго
ограничены (ведется проверка каждого введенного символа), что несомненно
облегчает работу для пользователя. Если пользователю потребуется провести
какие-либо расчеты, то для него предусмотрен быстрый запуск стандартного
приложения «Калькулятор». Для удобства исследования полученной траектории
имеется возможность изменения масштаба. Также имеется возможность сохранить
изображение в файл, для последующей работы с ним
В
ходе выполненной работы были изучены особенности сложения колебаний различных
частот. Школьная программа рассматривает только самые простые колебания –
гармонические. Выполняя работу,
мы убедились в том, что сумма двух любых гармонических колебаний с одной и той
же частотой (периодом) снова является гармоническим колебанием с той же
частотой (периодом).
Результатом сложения гармонических колебаний с различными частотами служит
более сложное колебание, вообще говоря, отличное от гармонического.
При сложении колебаний в двух взаимно
перпендикулярных направлениях получается более сложная траектория. Получению, а
затем изучению таких фигур было посвящено исследование.
В ходе работы были рассмотрены случаи,
когда тело участвует одновременно в двух гармонических колебаниях. С помощью
созданного программного обеспечения, построены фигуры Лиссажу - замкнутые
траектории, прочерчиваемые точкой, совершающей гармонические колебания в двух
взаимно перпендикулярных направлениях. Фигуры Лиссажу наблюдали с помощью
осциллографа, подавая одновременно на вход X и вход Y (горизонтальные и
вертикальные отклоняющие пластины) переменные напряжения кратных частот.
В зависимости от значения разности фаз
получены различно ориентированные фигуры. По их виду можно судить о форме
колебаний, находить соотношения между их периодами. Мы наблюдали и строили
самые разнообразные фигуры, обобщили полученные разновидности фигур в виде
таблицы, и убедились в том, что изучение траекторий Лиссажу - удобный метод
исследования соотношений между периодами и фазами колебаний, а также и формы
колебаний.
Тема работы выбрана не случайно, ведь данный метод позволит более эффективно
выполнять исследования в области сложения колебаний.
Вышесказанное доказывает актуальность выбранной темы. Исследования настолько
интересны, что мы планируем их продолжить.
Тема работы выбрана не случайно, ведь данный метод позволит более эффективно
выполнять исследования в области сложения колебаний.
Заявка
на участие в районной ученической
конференции « Мир вокруг нас»
Ф.И.О. учащегося Симивол Михаил Романович
Организация
Донецкая общеобразовательная школа I-III
ст.№85
Адрес
организации г. Донецк, ул. Кирова, дом №334
Ф.И.О.
руководителя Ряшко Светлана Васильевна
Должность
учитель физики и математики
Категория
высшая
Звание
учитель-методист
Контактный
телефон 0951804883
E- mail:
dzosh 85 @ mail.ru
Название
доклада: «Построение фигур Лиссажу при сложении гармонических
колебаний».
Необходимые
технические средства: Мультимедийный проектор, компьютер,
колонки, экран
Планирую:
Выступать
с докладом да
Опубликовать
тезисы да
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.