ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО науки и высшего образования

российской федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

Отчет по Лабораторной работе №9

По дисциплине Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: ИЗУЧЕНИЕ ПРЕЦЕССИИ ГИРОСКОПА

Автор: студент гр. СПС-18 ______________ Петров Н.Е.

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата: 28.03.2019

ПРОВЕРИЛ _доцент _____________ /Ломакина Е.С. /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2019

Цель работы: экспериментально исследовать основные свойства гироскопа, изучить законы вращательного движения твердого тела.

Краткое теоретическое содержание:

В данной лабораторной работе изучается явление прецессии гироскопа.

Гироскоп – массивное симметричное тело, вращающееся с большой угловой скоростью вокруг оси симметрии.

Гироскоп, будучи приведен во вращение, стремится сохранить направление своей оси неизменным, что является проявлением закона сохранения импульса.

Если же к вращающемуся гироскопу приложить пару сил, стремящуюся повернуть его около оси, перпендикулярной к оси вращения гироскопа, то он станет поворачиваться, но только вокруг третьей оси, перпендикулярной первым двум. Этот эффект называется гироскопическим эффектом. Возникающее при этом движение называется прецессией.

Схема установки:

D-вращающийся диск

- скорость вращения диска

ОО’-ось вращения

C-точка закрепления оси

-момент импульса

l_o-расстояние от оси вращения до противовеса; [l_o]=м

l-расстояние от оси вращения до центра вращающегося диска

K-противовес

Основные расчетные формулы:

1.Угловая скорость прецессии

, рад/с, где -угол поворота гироскопа; [ ]=рад

t-время поворота гироскопа; [t]=с

2.Момент инерции гироскопа

, кг*м², где m-масса навешенного груза; [m]=кг

g-ускорение свободного падения; g=9.81м/с²

^- угловая скорость вращения диска; [ ]=рад/с

Формулы для расчета погрешностей косвенных измерений:

1. Погрешность угловой скорости прецессии

2. Погрешность момента инерции

Результаты измерений и вычислений:

Таблица 1 – Вычисление угловой скорости прецессии и момента инерции гироскопа

Таким образом, среднее значение момента инерции гироскопа: 0,035±0,004 кг*м²

Графический материал:

Рисунок 1 – График зависимости

Вывод:

В ходе выполнения данной лабораторной работы мы изучили прецессию гироскопа, вычислили его момент инерции и выявили обратную зависимость угловой скорости прецессии гироскопа от угловой скорости вращения диска. Это значит, что чем больше угловая скорость вращения предмета вокруг своей оси, тем больше его момент инерции, и тем устойчивее этот предмет относительно оси, перпендикулярной его оси вращения.