Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторные работы механика.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
03.12.2018
Размер:
6.88 Mб
Скачать

Лабораторная работа №4 Определение момента инерции системы на основе закона сохранения момента импульса

Цель работы: опытным путем определить момент инерции поворотного столика с горизонтально расположенным на нем гироскопом, используя закон сохранения момента импульса.

Оборудование: стол поворотный с электроприводом, основание со шкалой, платформа, стойка-шкив, тормоз механический, фотодатчик, электропривод ДПД 52, калькулятор, таймер.

Рис. 1. Гироскоп

Ход работы:

Маховик гироскопа устанавливается горизонтально, задается частота вращения электропривода, после чего включается тормоз. Система начинает вращаться. Измеряется период обращения системы.

Для определения момента инерции используем закон сохранения момента импульса

(1)

где Ic - момент инерции системы

Im - момент инерции маховика ()

c - угловая скорость системы

m - угловая скорость маховика

(2)

где Т - время периода, с;

vm - частота вращения маховика, Гц;

Расчет момента инерции системы:

Im = 0,66г м2 = 6,610-4 кгм2

Iс = 6,6 10-4 30 0,43с = 85,14 10-4 кг м2

Так как во всех 5 измерениях получилось одно и то же значение момента инерции системы, то погрешность

По полученным результатам формулируются выводы.

Лабораторная работа №5 Прецессия гироскопа. Измерение частоты прецессии

Цель работы: определить прецессии гироскопа, измерить частоту прецессии.

Оборудование: стол поворотный с электроприводом (I = 2.76 г*м2): основание со шкалой, платформа, стойка-шкив, тормоз механический, фотодатчик, электропривод ДПД = 52, гироскоп, калькулятор, таймер, грузик.

Ход работы:

Рис. 1. Гироскоп

Под действием постоянной силы возникает вращение оси гироскопа с постоянной угловой скоростью (прецессия).

Определим сначала теоретическую угловую скорость.

Если в качестве внешней силы, действующей на ось гироскопа, принять силу тяжести груза, насаженного на ось гироскопа, тогда момент силы M=mgr, где m=100г=0.1кг – масса груза, г=25мм=0.025м – радиус шкива.

Теоретическое значение угловой скорости прецессии равно:

Im - момент инерции маховика (Im = 0.66 г*м2)

Экспериментальные значения угловой скорости находятся как:

Где: Т – период вращения гироскопа

- угол (2 )

и заносят в таблицу.

Таблица 1

Расчет угловой скорости

Vм, Гц

Т, с

, c -1

30

26.40

0.2378

26.57

0.2363

26.72

0.2350

26:62

0.2359

26.63

0.2358

Находятся среднее значение угловой скорости и погрешность измерения:

0.2362 с-1

где n - количество замеров

= ±

= 0,2362 0,0014c-1

Относительная погрешность:

По полученным результатам формулируются выводы.

Лабораторная работа №6 Определение коэффициентов трения и сопротивления

Цель работы: Определить коэффициент трения и сопротивления с помощью измерений времени вращения поворотного столика с парусами.

Оборудование: стол поворотный с электроприводом, платформа, фотодатчик, калькулятор, 2 паруса на штейкере, таймер.

Рис. 1. Поворотный стол с прусами, установленные поперек потока.

Рис. 2. Поворотный стол с парусами, установленные вдоль потока

Ход работы:

Для определения коэффициентов трения и сопротивления необходимо провести два опыта. Известно, что

где:

- угловая скорость

Т- период

- угол поворота

При сухом трении линейной является зависимость скорости от времени и квадрата скорости от угла поворота.

При аэродинамическом сопротивлении линейной является зависимость логарифма скорости от угла поворота и величины, обратной скорости от времени.

Составим таблицу 1, в которой найдем зависимость угловой скорости от времени вращения, квадрат и логарифм угловой скорости в зависимости от угла поворота. Первый опыт проводим с парусами, установленными вдоль потока.

Таблица 1

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.