ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Визначення моменту інерції обертальної системи

1. Закріпити симетрично за допомогою гвинтів важки m1 на стрижнях у найвіддаленіших від осі обертання положеннях і лінійкою виміряти відстань rі від середини цих тіл до осі обертання.

2. Виміряти штангенциркулем діаметр шківа.

3. Підвісити важок масою m на нитку й, акуратно намотуючи нитку на шків, підняти його на деяку висоту h. Відпустити маятник і одночасно включити секундомір, зафіксувати час падіння важка m з висоти h. Вимірювання часу падіння повторити 3 рази.

Обчислити момент інерції системи за формулою (7). Дані вимірювань та обчислень записати в таблицю.

m = _____ кг; h = _____ м; R = _____ м. Таблиця 132.1

Величина Розташування важка згідно з номером досліду
біля шківа по середині на кінцях довільно
t, с                        
tсер., с        
М, Н∙м        
rі, м        
, с-2        
Jсер., кг∙м2        

4. Перемістити важки m на середину стрижнів хрестовини, виміряти їх відстань rі до осі обертання, час падіння тягарця m із заданої висоти h та обчислити момент інерції даної системи.

5. Перемістити важки впритул до шківа й виконати завдання п. 3.

6. Розташувати важки на довільній відстані rі від осі обертання симетрично відносно неї і знову повторити п. 3.

7. За результатами вимірювань обчислити моменти сил за формулою (5) та значення кутового прискорення за формулою (6). Зробити висновок.

 

Контрольні питання

1. Що називається моментом сили, моментом інерції тіла, моментом імпульсу?

2. Сформулювати і записати основний закон динаміки обертального руху.

3. У чому полягає аналогія між законами поступального й обертального руху?

 

Лабораторна робота № 133

ВИВЧЕННЯ ОСНОВНОГО ЗАКОНУ ДИНАМІКИ

ОБЕРТАЛЬНОГО РУХУ

Мета роботи: експериментально переконатися в справедливості основного закону динаміки обертального руху.

Прилади та обладнання: маховик, набір гир, штангенциркуль, секундомір.

Теоретичні відомості

наведені в лабораторній роботі № 132.

Опис установки і методу вимірювань

Установка для вивчення обертального руху містить маховик у вигляді масивних металевих дисків, які обертаються навколо горизонтальної осі. На вал маховика насаджений шків, до якого прикріплено нитку з гирею. Гиря рівноприскорено опускається, викликаючи обертання маховика.

Обертальний момент сили, що діє на маховик:

(1)

де F сила натягу нитки; d діаметр шківа.

1 маховик;

2 шків;

3 вантаж на нитці.

Силу F визначимо з рівняння руху у формі другого закону Ньютона: ma = mg F, або

F = m (g a), (2)

де m – маса гирі; – прискорення гирі при опусканні з висоти h за час t.

Тоді момент сили

. (3)

Кутове прискорення шківа ε і лінійне прискорення а точок, віддалених від осі на відстань, рівну радіусові, зв'язані співвідношенням

, або (4)

Момент інерції маховика визначимо за формулою

. (5)

Порядок виконання роботи

1. Виміряти штангенциркулем діаметр шківа.

2. Прикріпити нитку з вантажем масою m1 до шківа й, обертаючи маховик, підняти вантаж на висоту h. За шкалою висоти, яка знаходиться на стіні, визначити значення h по нижньому краю гирі.

3. Одночасно з відпусканням маховика ввімкнути секундомір і виміряти час опускання гирі t до моменту удару гирі об підлогу. Результати записати в таблицю.

4. Повторити дослід із першим вантажем 5 разів.

5. Виконати пп. 14 для вантажу масою m2.

6. За формулами (4), (3), (5) обчислити кутове прискорення, момент сили, момент інерції маховика.

 

Таблиця 133.1

h = ____ м; d = _____ м;

m1 = m2 =
t1, с Δt, с 1, р/с2 М1, Н∙м J1, кг∙м2 t2, с Δt, с 2, р/с2 М2, Н∙м J2, кг∙м2
                   
                   
                   
                   
                   
Сер.                    

 

7. Визначити відносну та абсолютну похибки вимірювань:

відносну

.

абсолютну

ΔJсер. = Jсер. ;

8. Порівняти знайдені значення моменту інерції маховика і зробити висновок.

Контрольні питання

наведені в лабораторній роботі № 132.

 

 

Лабораторна робота № 150

ВИВЧЕННЯ КОЛИВАНЬ ПРУЖИННОГО МАЯТНИКА

Мета роботи: визначити період коливань пружинного маятника й встановити залежність періоду від маси маятника; визначити коефіцієнт пружності статистичним і динамічним методами.

Прилади та обладнання: кронштейн зі шкалою, набір пружин і тягарців, терези з важками, секундомір.

Теоретичні відомості

Коливальним рухом, або просто коливаннями, називається рух або зміна стану, що характеризується повторюваністю в часі фізичних величин, які визначають цей рух чи стан. Прикладами коливального руху в механіці можуть бути коливання маятників, струн, мембран телефонів, балансирів кишенькових годинників, мостів та інших споруд, що зазнають дії змінного навантаження тощо.

Коливальний рух називається періодичним, якщо значення фізичних величин, які змінюються в процесі коливань, повторюються через однакові проміжки часу. Найпростіший тип періодичних коливань гармонічні коливання. Коливання деякої фізичної величини називаються гармонічними, якщо її залежність від часу має вигляд

x = A sin (t + ).

Основні характеристики механічного коливального процесу:

х = f(t) миттєве зміщення відносно положення рівноваги; (t + ) фаза коливань; циклічна частота коливання число повних коливань за 2 с; Т період коливання час одного повного коливання; частота число коливань за 1 с; початкова фаза коливань.

Пружинним маятником називають систему «важокпружина», яка з'єднана з нерухомою опорою (рис. 150.1).

Розглянемо коливання цього маятника. Вони відбуваються під дією пружної сили F = kx, де х зміщення важка від положення рівноваги.

Під дією цієї сили важок масою m рухається і рівняння його руху

F = ma, або .

Тоді , або (1)

Це рівняння називається диференціальним рівнянням гармонічних коливань. Його розв'язок запишемо формулою

x = A sin (t + ), (2)

де – циклічна частота коливань

. (3)

Період коливань

or (4)

Можна показати, що при гармонічному коливанні і швидкість, і прискорення також змінюються за гармонічним законом.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти