Definirea moment de inerție prin vibrații ale roților - laborator

DEFINIREA MOMENTUL ROȚI INERTIA prin vibratii

Scopul lucrării. Caracterizarea roții de mișcare de vibrație, momentul de inerție al roții și comparând-o cu un calcul teoretic.

Echipamente. Montajul experimental, un conducător, cronometru.

Când studiază mișcările de rotație sau oscilatorii ale unui corp rigid, folosind conceptul de moment de inerție. Momentul de inerție al corpului (sau corpuri ale sistemului) în raport cu o axă numită mărimea fizică, egală cu produsul suma masei punctelor materiale care alcătuiesc sistemul de pătratul distanței lor față de axa de rotație:

unde n - numărul de puncte materiale care alcătuiesc sistemul de corp sau organism.

În cazul unei distribuții continue a momentului de inerție în masă poate fi definită de integrala: unde r - o funcție a poziției din dm punct de masă.

Momentul de inerție depinde de greutatea și forma distribuției masei în jurul axei de rotație.

Fluctuații este un proces caracterizat printr-un anumit grad de repetabilitate. În funcție de natura fizică a procesului iterativ distinge oscilații: mecanice, electromagnetice, electromecanice, etc.

pendul fizic numit solid, oscilant în raport cu axa orizontală fixă ​​(axa de suspendare), fără a trece prin centrul de greutate.

oscilațiile amortizată apar în prezența forței de rezistență (frecare) și datorită împrăștiere (disipare) energie. În cazul în care energia nu este compensat declinul datorită activității forțelor externe, vibrațiile sunt eliminate.

Descrierea configurării experimentale. Derivarea formule pentru determinarea caracteristicilor oscilații amortizate și momentul de inerție al roții

Aparatul de măsurare este format dintr-un pendul fizic format dintr-o roată de bicicletă 1, la care este atașată o sarcină greutate jantă 2. Unghi Roata de deviație de la poziția de echilibru determinat de scala goniometric 3.

În cazul în care starea de dezechilibru roata și să ofere le va oscila sub influența momentului

gravitația. La unghiuri mici de deflexie (10 0 -15 0) și punctul de greutate este egal cu

în care - masa mingii, - accelerarea corpului, distanța dintre centrul minge și axa roții, abaterea unghiul roții din poziția de echilibru. Semnul „-“ indică faptul că momentul vectorului gravitațional și deplasarea unghiulară în direcții opuse.

În condiții reale, pendulul sub acțiunea cuplului de frecare în rezistența lagărelor și a aerului efectuează amortizată oscilație. Cuplul total de frecare depinde de viteza unghiulară

în care: - factorul de proporționalitate în funcție de forma și mărimea pendulului și viscozitatea mediului.

Ecuația fundamentală a dinamicii de mișcare care descriu oscilațiilor unui pendul are forma

Despartitor (1), prin momentul de inerție și introducând factorul de amortizare și frecvența naturală fără vibrații, vom scrie ecuația diferențială a oscilațiilor amortizate în așa fel

soluție diferențierea (2) este o funcție a formei

în cazul în care - deplasarea unghiulară la ora de începere și de terminare.

frecvență de oscilație amortizată Cyclic

în cazul în care, descrestere logaritmica.

în care -time pentru care roata efectuează oscilații.

Din (3) rezultă că deplasarea unghiulară a oscilației poate fi exprimată după deci coeficientul de amortizare

Cunoașterea și (4) avem

Definim momentul de inerție

Ordinea de executare a lucrărilor de laborator:

Pentru a lucra cu instalarea persoanelor autorizate, care sunt familiarizați cu designul și funcția sa.

Pentru a preveni rasturnarea de instalare este necesar să-l aibă doar pe suprafața orizontală.

REF1. Determinarea momentului de inerție și caracteristicile mișcării de vibrație a unei roți de bicicletă.

Înregistrate în tabelul 1, toate cunoscute valorile și erorile lor absolute indicate în instalare: - masa sarcinii, - distanța dintre marfă centru și axul roții.

Incluse în rețeaua unui cronometru. Dați clic pe „Network“, situat pe panoul frontal al cronometrului.

Apăsați butonul „Reset“ de pe panoul frontal și un cronometru pentru a vă asigura că pe tabela de marcaj sunt setate la zero.

Rotirea roții de bicicletă, pentru a fixa roata în poziția superioară la unghiul specificat formator. Înregistrată în tabelul 1.

Roata de presă și apăsați simultan butonul „Start“ de pe cronometrul, cronometrul începe contorizarea timpului.

Count plină pe scara goniometric pentru a determina unghiul la care diverged de sarcină și faceți clic pe butonul „Stop“ de pe panoul frontal al cronometrului și se înregistrează timpul.

Se repetă de măsurare de 5 ori. Toate valorile. și înregistrate în tabelul 1.

Calculat din formula (5), perioada de oscilație.

Calculat cu formula (6), coeficientul de amortizare.

Se calculează decrementul logaritmică a formulei.

Calculat cu formula (7), momentul de inerție.

rezultatele calculelor înregistrate în tabelul 1.

Efectuarea rezultatelor statistice de măsurare a timpului de prelucrare și completați tabelul 2.

Se calculează eroarea relativă și absolută folosind următoarele formule, ținând cont de faptul că eroarea absolută și înregistrată în Tabelul 1:

Teoretic calculul ref2 moment de inerție a unei roți de bicicletă.

bicicletă momentul de inerție roată egală cu:

unde - greutatea jantei; raza jantei; - masa spițelor; este numărul de spițe; - distanța dintre centrul sarcinii și axa roții.

Se calculează eroarea relativă a formulei

Rezultatul este înregistrat în tabelul 1.

4. Se compară valorile teoretice și experimentale ale momentului de inerție și explica rezultatul. Încheiați.

Ceea ce se numește momentul de inerție al punctului material?

Ceea ce se numește momentul de inerție al unui corp solid? Pe ce depinde?

Determinat prin momentul de inerție al corpurilor de formă simplă în jurul unei axe care trece prin centrul de masă. Cum este sensul fizic al momentului de inerție.

Formulați teorema lui Steiner.

Dă definiția oscilații armonice amortizate, nota ecuația și să explice semnificația fizică a unităților sale constitutive.

Care este cuplul? Legea conform căreia cuplul variază.

Pe baza ecuației de oscilații armonice, identifică accelerația unghiulară. Cum este direcția accelerației unghiulare?

Definiți perioada, frecvența și frecvența ciclică. Arată modul în care acestea sunt interconectate.

Definiți pendulul fizic.

Ceea ce a cauzat cuplul de frecare în această lucrare?

Compilată de TP Jdanov, VV Ilyasov, AP Kudrya, VS Kunakov

DEFINIREA MOMENTUL ROȚI INERTIA prin vibratii

instrucțiuni metodice de lucru de laborator №2-A în Fizică

Volum 0,7 usl.p.l. Offset. Format 60x84 / 16.

Tipul de hârtie №3. Număr de comandă. Circulație. preț

Publishing Center DSTU

344010, Rostov-pe-Don, pl.Gagarina 1.