Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Порядок выполнения работы. 1. Приготовить в лабораторном журнале одну таблицу по форме табл




Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

1. Приготовить в лабораторном журнале одну таблицу по форме табл. 13 и три таблицы по форме табл. 14 для определения момента инерции диска и параллелепипеда.

2 . Произвести аналитический расчёт момента инерции тела. Для расчёта момента инерции маховика необходимо измерить массу тела (написана на телах) или объём (массу рассчитать, используя плотность) и радиусы цилиндрических тел. В соответствии с ней результаты всех измерений и вычислений вносите в табл. 12.

3. Проверьте правильность положения установки: при скатывании тело не должно смещаться к одной из направляющих. Для регулировки используйте винты основания. Измерьте штангенциркулем диаметр стержня в различных местах и определите его средний радиус r.

4. Поместите на направляющие исследуемое тело на расстоянии l0 от нижней точки: Отпустите тело, одновременно включив секундомер, измерьте время t скатывания тела до нижней точки и расстояние l, которое пройдёт тело, поднимаясь по инерции. Опыт повторите еще четыре раза при том же расстоянии l0, записывая результаты в табл. 13.

5. Запишите в табл. 13 приборные погрешности , и измеренных величин.



6. Измерьте углы α1 и α2, запишите их значения, а также приборную погрешность измерения углов Δα.

6.Вычислите момент инерции исследуемого тела.

7. Определите относительную погрешность определения момента инерции по формуле:

.  

 

Таблица 12

Теоретические значения момента инерции тела

№ тела Элемент тела вращения Масса m, кг Размеры тела, м Момент инерции I, 10–3 кг·м2
формула значение
Диск, ось вращения – ось симметрии   d= h=  
Диск, ось вращения перпендикулярна ось симметрии   d= h=  
Параллелепипед, ось вращения – ось симметрии   a= b=  

 

Таблица 13

Результаты измерения момента инерции тела динамическим методом

№ опыта r, мм t, с l, м рад;   m = кг; l0 = м;
     
     
     
     
     
Среднее значение       I = кг·м2
Погрешности Δ       %

 


Лабораторная работа №9

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ «ПУЛИ» С ПОМОЩЬЮ КРУТИЛЬНО-БАЛЛИСТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

Цель работы: определить момент инерции маятника, модуль кручений проволоки и скорость «пули».

 

Описание установки

 

Лабораторная работа, схема установки которой приведена на рис. 7, проводится на крутильно-баллистическом маятнике. Крутильно-баллистический маятник представляет собой тело, с большим моментом инерции J, подвешенное на упругой нити, которая является его осью вращения.

 

 
 


3

 

1 2


4

l l

       
 
 
   

 

 


1 – первый груз маятника;

2 – второй груз маятника, в который выстреливают «пулей»;

3 – проволока подвеса маятника;

4 – фотодатчик, для измерения периода колебаний маятника/

Рис. 7. Схема установки для определения момента инерции маятника

 

Маятник выполнен в виде горизонтальной крестовины с двумя грузами 1 и 2 массы m0 каждый. Во второй груз выстреливают из пружинного пистолета «пулей», ствол которого перпендикулярен плоскости мишени. «Пуля» застревает во втором грузе. В установке отсчёт времени и числа колебаний маятника начинается по сигналу фотоэлемента после нажатия клавиши “сброс”, когда флажок маятника пересечёт световой луч фотоэлемента. Счёт времени заканчивается после нажатия клавиши “стоп” в момент окончания очередного колебания.

 

Методика измерений

 

Период гармонических крутильных колебаний маятника зависит от его момента инерции и модуля кручения k проволоки подвески маятника (для данного маятника k – постоянная величина):

 

(38)

где J0 – момент инерции крестовины маятника; m0 – масса груза; l – расстояние от центра груза до оси вращения.

Представим уравнение (38) в виде линейной зависимости T2 от l2

(39)

По этому уравнению экспериментальной зависимости можно определить момент инерции крестовины J0 и модуль кручения проволоки k.

Маятник перед ударом «пули» покоится (момент упругих сил подвески относительно оси вращения равен нулю). Для системы «пуля-маятник» выполняется закон сохранения момента импульса (момент импульса пули до удара передаётся в момент удара маятнику):

, (40)

где m и v – масса и скорость «пули»; r – расстояние от оси маятника до места застревания «пули» в грузе 2; –момент инерции маятника (с застрявшей в нем пулей) относительно оси вращения маятника; ω – угловая скорость маятника сразу после удара «пули».

Можно принять расчетную формулу момента инерции пули , т.е. момент инерции пули определяется в приближении материальной точки. Тогда расчетная формула для скорости «пули» следующая:

. (41)

Массу «пули» m и расстояние r от оси вращения до точки удара «пули» определяют прямыми измерениями, а момент инерции маятника J и его начальную угловую скорость после удара «пули» – косвенно.

После удара «пули» маятник совершает крутильные колебания, которые, при малом сопротивлении воздуха, можно считать гармоническими:

, (42)

где – максимальный угол отклонения маятника после попадания в него пули; – циклическая частота собственных колебаний маятника; Т – период этих колебаний.

Дифференцируя (42) по времени, получаем формулу угловой скорости маятника:

 

Сразу после удара «пули» угловая скорость маятника максимальная и равна амплитуде угловой скорости ( ), которую выразим через период колебаний:

(43)

 




Читайте также:
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (327)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.016 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7