Моделирующие программы (Java-апплеты) выполняются непосредственно в браузере (с предустановленным Java-плагином) с определенными ограничеиями, вызванными требованиями обеспечения безопасности Вашего компьютера. Если на у Вас установлена Java 7 или Java 8, при попытке запуска Java-приложения генерируется сообщение:

• Java application blocked by your security settings (Java-приложение блокировано по соображениям безопасности).

Кроме того (вместо использования апплетов) Вы можете открыть (или загрузить на свой компьютер) исполняемый jar-файл (Java-архив) OscillationsR.jar, в котором упакованы все моделирующие программы данного пакета. Когда Вы запускаете этот файл на выполнение, появляется список доступных программ. Выберите в нем нужную Вам программу Oscillations and Revolutions of a Rigid Pendulum и запустите ее одновременно с данной web-страницей, содержащей описание моделируемой физической системы.

При первом знакомстве с программой рекомендуется воспользоваться заранее заготовленными примерами, иллюстрирующими наиболее характерные виды колебаний моделируемой системы. Чтобы открыть список примеров, поставьте «галочку» в бокс, расположенный под изображением осциллятора. При выборе примеров нужные значения параметров системы будут заданы автоматически.

Параметры маятника (наличие вязкого трения, добротность Q ) и начальные условия моделирования (начальный угол отклонения и начальную угловую скорость) можно изменять с помощью панели ввода параметров, расположенной справа от изображения маятника. Значения параметров можно изменять либо при помощи соответствующих движков, либо непосредственно впечатывая нужные значения с клавиатуры (редактируя числовое поле). В последнем случае после окончания редактирования необходимо нажать клавишу «Ввод» (Enter). Модель воспримет измененные параметры после того, как Вы нажмете кнопку «Принять значения». Чтобы маятник отображался на светлом фоне, снимите «галочку» в боксе «Темный фон».

Перед выполнением лабораторной работы рекомендуется изучить теоретический материал, изложенный в учебном пособии «Колебания и перевороты жесткого маятника» (26 стр.).

Задания и порядок выполнения лабораторной работы, а также вопросы для самоконтроля и требования к отчету, приведены в документе «Колебания и перевороты жесткого маятника – лабораторная работа» (4 стр.).

Материалы из учебного пособия «Колебания и перевороты жесткого маятника», предназначенные для индивидуальных заданий студентам по указанию преподавателя, приведены также в отдельном документе «Задачи для самостоятельного решения» (8 стр.).

Цели работы:

• Изучить закономерности собственных колебаний в нелинейной физической системе на примере маятника – наиболее знакомой нелинейной механической системы.
• Изучить экспериментально зависимость периода собственных колебаний маятника от амплитуды и сравнить результаты измерений с приближенной теоретической формулой.
• Получить представление о фазовом портрете нелинейного осциллятора, о сепаратрисах и особых точках типа центр, фокус, седло.
• Изучить энергетические превращения при колебаниях маятника с большими амплитудами и при переворотах.
• Изучить лимитационное движение маятника в отсутствие трения.
• Измерить период колебаний с амплитудой, близкой к 180 градусам, и период переворотов. Сравнить результаты измерений с соответствующими теоретическими расчетами.
• Изучить влияние вязкого трения на фазовый портрет маятника.