Prin panta valorii liniei obținută a forței aplicate este determinată și comparată cu

4. Conform panta valorii liniei obținută a forței aplicate este determinată și comparată cu curentul efectiv în sistem.

Studiul mișcării de rotație SOLID

Verificarea experimentală a ecuației fundamentale a dinamicii de mișcare de rotație a corpului rigid în jurul unei axe fixe.

Experimentul a investigat mișcarea de rotație a corpurilor atașate la axa sistemului, care poate schimba momentul de inerție (Oberbeck pendul). Momente diferite ale forțelor externe sunt greutatea suspendate pe un fir înfășurat pe un scripete.

Ecuația fundamentală a dinamicii mișcării de rotație a unui corp rigid, cu un moment de inerție J z în jurul unei axe fixe are forma

unde - accelerația unghiulară, M - momentul total al forțelor exterioare. Deoarece valoarea lui e este o funcție de două variabile, legea de învățare a dinamicii mișcării a corpului de rotație rigid realizată prin studiu separat a două relații: 1) în funcție de accelerația unghiulară cu un moment de forță la un moment constant de inerție (J = const) și 2), în funcție de accelerația unghiulară a momentului de inerție la un moment forță constantă (M = const).

Momentul cinetic total al forțelor externe este

unde Mn - cuplul (în această lucrare - o tensiune fir de cuplu) Mtr - un cuplu de frecare. Având în vedere această ecuație fundamentală a dinamicii mișcării de rotație ia forma o dependență liniară a momentului forței de tensiune Mn e.

Pentru dovada experimentală a validității acestei relații în folosit Overbeck pendulului (Fig. 6). Se compune din patru nuclee A și două role cu diferite raze R1 și R2. fixat pe aceeași axă orizontală. tije Potrivit pot fi deplasate și fixate în poziția patru sarcină cilindrică (câte una pentru fiecare bară) din m1 masă egală. Cu ajutorul masa m de sarcină, atașată la capătul firului rana pe una sau cealaltă roata de transmisie, pendulul poate fi rotit. Determinarea duratei t h de mișcare și de marfă în mișcare, este posibil să se determine accelerarea mișcării de translație

Această accelerare este egală cu scripetele accelerației liniare și puncte asociate cu accelerația unghiulară raportul traversează

Cuplu fire tensiune T este

Forța T poate fi determinată de a doua lege a lui Newton pentru mișcarea de translație, în care proiecțiile pe axa 0Y da

în cazul în care m - masa sarcinii.

Astfel, forțele de tensiune momentul

Conform (2.3) Funcția Mn liniară de e. Fig. 7 în conformitate cu diferitele momente ZNA-Cheny de inerție sunt reprezentate în formă grafic, coeficienții unghiulare sunt egali J. Aceste grafice tăiate din segmentele axelor Mn momentul egal forței Mtr frecare. Deoarece Mtr este aceeași în toate experimentele, toate elementele grafice trebuie să se intersecteze la un moment dat. Funcția (2.3) este valabilă pentru oricare două momente de forțe, așa

Astfel, J poate fi o valoare, pe de o parte, se măsoară, iar pe de altă parte, calculată de la dimensiunile de masă și geometrice ale pieselor de instalare Oberbeck. J momentul de inerție al pendulului este calculată din starea aditivitate moment de inerție și egală cu suma momentelor de inerție ale scripeți, transversale și mărfuri cilindrice, rotative în jurul unei axe care nu trece prin mijlocul lor. Graficele, de asemenea, permite determinarea momentului de forță de frecare Mtr .. sistem de operare.

Overbeck axa pendul este fixat în lagăre, astfel încât întregul sistem poate fi rotit în jurul unei axe orizontale. Mutarea sarcini pe spițele, puteți schimba cu ușurință momentul de inerție. La rândul său, scripete pentru a transforma firul înfășurat care este legat de platforma de greutate cunoscută. Încărcări pe platforma din setul. înălțimea de cădere este măsurată cu o riglă, armat fire paralele. Overbeck pendul poate fi echipat cu ambreiaj electromagnetic - un starter și un cronometru electronic. Înainte de fiecare experiment trebuie să fie reglați cu atenție pendulul. O atenție deosebită trebuie acordată simetria aranjamentului încărcăturii la traversei. În acest caz, pendulul este într-o stare de echilibru neutru.

Sarcina 1: Evaluarea cuplului de frecare a forței care acționează asupra sistemului

1. m1 Set Sarcini pe traversei în poziție intermediară, plasându-le la distanță egală față de axa, astfel încât pendulul este în poziția de echilibru indiferent.

2. sarcini mici suprapunerea pe platforma este determinată m0 aproximativ minimă în masă. în care pendulul începe să se rotească. Evaluați cuplul de frecare din relația

unde R - raza unui scripete pe care este înfășurat firul.

3. Alte măsurători efectuate cu masa de dorit sarcină m ³ 10m0.

Sarcina 2. Verificarea ecuația fundamentală a dinamicii mișcării de rotație

1. Consolidarea la loturile m1 o distanță minimă față de axa de rotație. Sold pendulul. Se măsoară distanța r de axa pendulului la centrele de marfă.

2. fir de cilindru la unul dintre scripeți. Prin alegerea poziția inițială linia de scară a platformei, producând un număr, de exemplu, la marginea inferioară. Apoi, poziția finală a sarcinii va fi la platforma de recepție ridicată. Sarcina h înălțime de cădere egală cu diferența dintre aceste probe și pot fi lăsate în toate experimentele la fel.

3. Așezați prima sarcină a platformei. Plasarea mărfurilor la nivelul cadrului superior, fixează această poziție, care deține firul ambreiajului electromagnetic. Pregătiți-vă pentru a măsura cronometru electronic.

4. Eliberați firul, lăsând sarcina să cadă. Acest lucru se realizează prin deconectarea ambreiajului. Acest lucru se transformă automat cronometrul. Blow pe platforma de recepție se oprește căderea sarcinii și oprește cronometrul.

5. măsura timpul scădere cu aceleași sarcini efectuate de cel puțin trei ori.

6. Se efectuează măsurarea încărcăturii timp m toamna la alte puncte din Mn. Puteți adăuga fie o suprasarcină suplimentară platformă sau de fir mutat într-un alt scripete. Când este necesară aceeași valoare a momentului de inerție al pendulului să măsoare cel puțin cinci valori cuplu Mn.

7. Mărește momentul de inerție al pendulului. Este suficient pentru a muta sarcini simetric m1 câțiva centimetri. Pasul această mișcare trebuie selectată astfel încât să primească valori ale cuplului 5-6 pendulului inerție. măsurarea timpului se efectuează picătură de transport maritim m (revendicarea 2, revendicarea 7). Toate datele sunt introduse în tabelul 2.1 din raport.

Prelucrarea rezultatelor. Investigarea dependenței accelerației unghiulare a momentului de forță într-un moment de inerție constant.

1. Utilizarea (2.4.) Și (2,5), (2,8) a fost determinată pentru fiecare experiment prin valori medii ale valorilor de timp și de accelerație liniară, accelerația unghiulară și moment de forță e MH tensiune fire.

2. complotat cuplul MN forța. ca o funcție a accelerației unghiulare e. ca argument pentru orice moment de inerție al pendulului J. T. Mn = f (e) -. o funcție liniară, ea va fi programările linii drepte. În cazul în care punctele de date nu se află pe o linie de desen dreaptă ar trebui să fie efectuată astfel încât „răspândirea“ de puncte a fost de aproximativ aceeași pe ambele părți ale liniei. În acest caz, ei nu trec neapărat printr-un singur punct de pe axa verticală. Mici „răspândirea“ punctelor care indică o bună liniaritate a funcției Mn = f (e), și că accelerația unghiulară este într-adevăr direct proporțională cu timpul total al forțelor aplicate unui corp rotativ.

Prelucrarea rezultatelor. Investigarea dependenței accelerației unghiulare a momentului de inerție pentru un moment constant de forță

1. Pentru cercetare utilizați înainte de a trage un grafic. Momentele de inerție al pendulului este calculat din formula (2.10). Pentru a face acest lucru, pentru a alege un punct direct de pe grafice, de exemplu, A (M1n, e1) și B (M2N. E2).

2. Pe graficul trage o linie orizontală printr-un punct arbitrar de pe axa MN. Graficele intersectate Mn = f (e). Punctele de intersecție pot determina valorile accelerației unghiulare a pendulului, care corespund diferitelor valori ale momentelor de inerție, dar la un moment constant de forță M = MH - Mtr. Se înregistrează valorile obținute e și valorile corespunzătoare ale J din tabelul 2.2. raport.

3. accelerația angulară este invers proporțională cu momentul de inerție, m. E. O parcelă de e = f (J) este o hiperbolă și nu este identificat. Cu toate acestea, un teren de e = f (J-1) ar trebui să fie o linie dreaptă care trece prin origine. Prin urmare, este necesar să se calculeze valorile de J -1 și construi un grafic corespunzător. panta colț al acestui complot este egal cu timpul total al forțelor aplicate.

Prelucrarea rezultatelor. Determinarea momentului de frecare a forței care acționează asupra sistemului

1. În cazul ideal toate graficele M = f (e) trebuie să se intersecteze într-un singur punct situată pe axa M. Coordonatele acestui punct dă valoarea momentului unei forțe de frecare. Pentru programele reale ca, va fi probabil o anumită variație în poziția punctului.

Informații despre „Cinematica și dinamica mișcare înainte“

Categorie: Fizică
Numărul de caractere, inclusiv spații: 136 506
Număr de mese: 5
Număr poze: 32