Лабораториялық жұмыс №2

Обербек маятнигі

Обербек маятнигі көмегімен айналмалы қозғалыс заңдарын оқып үйренуге болады. Жұмыстың мақсаты:

Жүктер жүйесі инерция моментінің теориялық және тәжірибелік мәндерін анықтау;
Алынған мәндердің салыстырмалы қателіктерін есептеу;
Маятник осіне әсер ететін үйкеліс күші моментін анықтау.

1. Қондырғының құрылысы мен жұмыс істеуі

Обербек маятнигі 1-ші суретте көрсетілген және оған мыналар кіреді: штатив (1), штатив таяғының (стойка) орта бөлігіне бекітілген кронштейн (2); штатив таяғының жоғарғы бөлігіне бекітілген жоғарғы кронштейн (10), шкив (11), капрон жіп (5), жүктер жинағы (12), шкив айналғанда үйкелісті азайтуға мүмкіндік беретін подшипниктер (3) түйіні.

(2) кронштейнде екі баспалдақты шкиві (4) осіне бекітілген подшипниктер (13) түйіні, өзара перпендикуляр орналасқан 4 металл стержень (крестовина), жүктер (8), тәжірибенің басталуында қозғалмалы жүйені нақтылауға, уақытты санаудың электрлік белгісін беруге, уақытты санауды аяқталуынан кейін қозғалмалы жүйені тежеуге арналған электромагниттік тежегіш (9).

2. Қондырғыны жұмысқа әзірлеу мен оны өткізу тәртібі

2.1. Қондырғының техникалық сипаттамалары

а) крестовина стерженінің ұзындығы, мм

б) крестовинаның қозғалмалы жүктерінің саны,

в) қозғалмалы жүктің массасы, кг

г) екі сатылы шкивтің диаметрі, мм

д) негізгі жүктің түсу уақыты, с

с) жинақ жүктің ең үлкен ауысуы, мм

2.2. Обербек маятнигі көмегімен айналмалы қозғалыс заңдарын оқып

үйрену.

2.2.1. Жүктер жүйесі инерция моментінің теориялық мәнін анықтайтын өрнек:

J_T = J₀ +4 m R²+4ml²/12+4mz²/4,

мұндағы m- жүк массасы, кг

R-m жүктердің массалар центрінен айналу осіне дейінгі қашықтық, М;

Z=0,015 м – жүк радиусы

L=0,02 м –жүк жасаушысының ұзындығы жүйенің жүктерсіз инерция моменті J₀ анықталатын формула: J₀=2m₁ l²₁ /12

Мұндағы l₁= 0,15м –крестовина стержендері біреуінің ұзындығы; m₁=0,023 кг-стержень массасы;

2.2.2. Жүктер жүйесі инерция моментінің тәжірибелік мәнін анықтау.

Фотодатчик пен ортадағы крониетейннің электромагниттік тежегіші «2» белгісі бар кабель көмегімен электрондық блокқа қосылады. «Ф» белгісі бар ұшы фотодатчикке, «Э» ұшы электромагниттік тежегішке жалғанады.

Жүктер крестовина осі бойына бекітіліп, оның айналу осінен R қашықтығы сызғышпен өлшенеді. Шкивтің (4) біреуіне жіп (5) бекітіліп, екінші ұшына (12) жүктер жинағынан жүк ілінеді және жіп жоғарғы шкив арқылы оратылады.

Фотодатчигі бар крониетейннің қызыл түске боялған жазықтығы вертикаль таған шкаласының төменгі бөлігінің тіліктерінің біріне және жүктер төмен қозғалғанда фотодатчиктің жұмысшы терезесінің ортасына сәйкес келетіндей етіп орналастырылады.

Маятникті айналдыра отырып, жүктердің төменгі жазықтығы вертикаль таған тіліктерінің біреуіне дәл келетіндей жағдай таңдап алынып, бұл мән жазылып қойылады. Жүкті осы қалыпта ұстау үшін, блоктың «Сет» қосқышы басылады, ол кезде (9) электромагниттік тежегіш жұмыс істейді.

Блоктың «ПУСК» қосқышы басылғанда, тежегіш айырылады, жүктер төмен түсе бастап, блоктың таймері уақытты өлшейді. Жүктер фотодатчиктің оптикалық осімен қиылысқанда уақыт санау тоқтайды. Таймер көрсетуі, яғни, жүктің қозғалу уақыты t жазылады.

Вертикаль тағанның шкаласы бойынша жүктің жүрген жолы h , яғни, жүктің жоғарғы қалыптағы төменгі жазықтығы мен фотодатчиктің оптикалық осі арасындағы қашықтық анықталады.

Жүктер жүйесі инерция моменті анықталатын формула:

J_тәж = M/E

Айналдырушы момент формуласы:

М=F Z=m (g-a) z;