Tanulás törvénye dinamikája forgómozgást

Fa tanulmány dinamikája forgómozgást
BY Overbeck inga

Célkitűzés: megismerik a alaptörvénye dinamikája forgómozgást és dinamikus meghatározására szolgáló módszer tehetetlenségi nyomatéka szervek.

Felszerelés: Overbeck inga, stopper, tolómérő, vonalzó, egy sor áru.

Szerint a alaptörvénye dinamikáját forgómozgást egy merev test (vagy változatlan anyag pontrendszer), a szöggyorsulás arányos a pillanatban az erő a rögzített forgástengely és fordítottan arányos a tehetetlenségi nyomaték tekintetében az azonos tengely:

Abban a pillanatban, az erő említett fizikai mennyiség, egyenlő a vektor termék a sugár vektor az erőhatás, és az erő vektor :. A tehetetlenségi nyomaték a rendszer tekintetében egy adott tengely említett érték összegével egyenlő termékek egyes testtömeg pont és a tér a távolság a pont a tengelyre.

A fizikai értelemben vett tehetetlenségi nyomatéka a test válik összehasonlításából kitűnik az alaptörvénye dinamikája forgómozgást Newton második törvényét :. Amint testsúly alatt az előre mozgás és tehetetlenségi nyomatéka a forgó mozgás a test olyan intézkedés tehetetlenség. Azonban a nagysága a tehetetlenségi nyomaték nem csak attól függ súly hanem annak eloszlása: a messzebb a tengely része a test, annál nagyobb a tehetetlenségi nyomaték.

Kísérletileg tehetetlenségi nyomaték meghatározható a alaptörvénye dinamikája forgómozgást (1) meghatározzuk a szöggyorsulással a test különböző értékeket nyomaték. Grafikusan a függőség a szöggyorsulás a pillanat erő a koordinátákat által képviselt egyenes (ábra. 2, Theor.), Amelyeknek meredeksége egyenlő. De általában, van nehéz megmagyarázni a súrlódási nyomatékot és a kapcsolat nem megy át az origón. Azonban, ha a mérési adatok és a megfelelő szöggyorsulás egy test lehet által képviselt lineáris kapcsolat (ábra. 1, exp.), Ebből arra lehet következtetni az érvényességét alaptörvénye dinamikáját forgómozgás.

Kísérletileg, az alapvető törvénye dinamikájának forgómozgást ellenőrizni telepítés (ábra. 3), amely egy crossbar szabadon körforgó vízszintes vagy függőleges síkban, amelyek úgy vannak elrendezve mozgatható terhelések.

Csökkentése érdekében a mérési hiba a lendkerék két görgőből szerelt tengely (hengerek, amelyek a menet seb) - egy kis sugarú, és a nagy, amelynek a sugara. A kiválasztott szíjtárcsa sebet menet, a másik vége, amely csatlakozik terhelést. Load leereszkedik a kiindulási magasságot alatt a gravitációs erő okozza a keresztléc forgatni.

A mérés leírása módszer

Pillanatában ható erő inga erő által létrehozott szál feszességét. Nagysága a pillanat. szálfeszítő erő megtalálható az egyenletből Newton második törvénye a transzlációs mozgás az áruk, amelyek a nehézségi erő hatására, és a fonal feszültsége :. A gyorsulás a haladó mozgása a terhelés értéke meghatározható a következő képlettel kinematikája egyenletesen gyorsuló mozgás

Ezután a szálfeszítő erő nyomatékát a forgástengelye

mint a mi esetünkben.

A szöggyorsulás az inga által megszerzett kereset a pillanat erő lehet meghatározni a pontokat a tangenciális gyorsulás a szíjtárcsa felszíni, számszerűen egyenlő (ha nyújthatatlan fonál) terhelés gyorsulás:

A fő üzemi képletek meghatározására tehetetlenségi nyomatéka az inga Oberbeck dinamikus módszer választhat képletű (1), (4) és (5). Kiindulási magasságot, ami elkezd mozogni a terhelés mért, uralkodó, és az áruk mozgását mérjük stoppert. Mért sugarú tárcsa, amelyen a seb szál, és a képletek (4) és (5) kerül kiszámításra a nyomaték és szöggyorsulása az inga. A talált értékek lehetővé teszik egy számítani a tehetetlenségi nyomatéka az inga a alaptörvénye dinamikája forgómozgást (1), az érték a lejtőn a lineáris kapcsolat.

Feladat 1. meghatározása az inga forgási törvény.

1. Az egyensúly az inga, erre sor mozgatható henger központok egyenlő távolságra a forgástengely. Mérjük meg a féknyereg sugár csigák. Lemérjük, hogy a tömeg a rakomány és válassza ki a kiindulási magasságot. Az eredmények vannak írva a táblázatban. 1.

2. forgatása által a keresztléc, a szál feltekerve egy tárcsát és a terhelés csésze felvonó egy kiválasztott jelet. Lock pozíció gomb megnyomásával elektromágnes (közel az inga tengely). Kattintson a „Start” gombot a stopper. Mérjük esési időt stopper, kiszámolni a hibát mértékegységet, mint az utolsó számjegy a digitális tábla.

3. Ismételje meg a tapasztalat nem kevesebb, mint nyolc alkalommal. Ahhoz, hogy csökkenteni a hibát a szükséges mérések szél a fonalat a szíjtárcsa egy rétegben, és biztosítják, hogy a terhelés és menet mozgása során nem érintette a fix részek a növény vagy egyéb tárgyak.

4. A kísérleti értékeket az egyes kísérletek kiszámítani az időt a szálfeszítő erőértékek képlet szerint (4), és a szöggyorsulás az inga által a (5) képletű. Eredmények az SI rendszerben írva a táblázatban. 1.

5. ábrázoltuk, ami a lényeg, hogy mind csigák azonos grafikonon (lásd. Ábra. 4). Ha az eltérés a kísérleti pontok a középvonaltól át húzott kicsi, arra lehet következtetni, hogy az Alaptörvény a dinamika forgómozgást érvényes. Ha az eltérés nagy pontokat, majd hagyjuk, hogy csúszik kísérlet vagy számítás. Ha szükséges, végezzen kísérleteket alaposabban.

6. Az ütemterv szerint, két pont kiválasztásával feküdt a vonalon, hogy meghatározza a tehetetlenségi nyomatéka az inga a kölcsönös egy lejtőn a lineáris összefüggés:

és az átlagos értéke a súrlódási nyomatékot (lásd. ábra. 4.)

7. Hasonlítsa össze az eredményt a pillanatok létrehozott áruk és megkötésére.

2. Cél tehetetlenségi nyomatéka a kereszt dinamikus mérési módszer.

1. csatolása a mozgatható hengert egy minimális és egyenlő távolságra a forgástengely. Válassza ki és tegye a fonal tömegének az árut. Válassza ki a kiindulási magasságot a kísérlethez, az egyik szíjtárcsa, éget sugara, valamint az értékek és a táblázatban. 2.

2. Forgatás inga menet seb a szíjtárcsa egy rétegben, és mérni a mozgását a rakomány.

3. A kísérleteket 5 azonos terhelés, minden alkalommal egyre nagyobb a 2 cm-es távolságot. A mérések eredményeit teszi az asztalra. 2.

... m; ... kg; ... m; ... kg;

Disk: ... kg ... m; rocker ... kg, ... m;

Megjegyzés: A legpontosabb mérés a távolság a központtól tengelye az inga gördülő terhelés lehet körzővel. Például a méréseket, és megtalálni

4. Számítsuk ki értéket minden egyes kísérletben, és a tehetetlenségi nyomatéka az inga a képlet származó kifejezések (1) a (4) és (5):

Az eredmények vannak írva a táblázatban. 2.

5. Telek függőség - a tehetetlenségi nyomatéka az inga. Mivel a tehetetlenségi nyomatéka az inga Oberbeck áll a tehetetlenségi nyomatéka a kereszt és a tehetetlenségi nyomaték a négy ingóságok, ami ebben az esetben lehet venni, mint anyagi pont, amely azt a tehetetlenségi nyomatéka a levelet, és a távolság négyzetével - a levél, akkor egy lineáris kapcsolat, ahol a szabad kifejezés egyenlő a tehetetlenségi nyomatéka a keresztet, és az arányosság együttható tömegének meghatározásához mozgó terhek.

6. Határozza meg a kísérleti ütemezését nyomaték tehetetlenségi tömege mozgatható kereszttartó és a rakomány. Erre a célra a középvonal válasszon két pontot (lásd 6. ábra ..), és hajtsa végre a következő számítást:

7. Hasonlítsa össze a kísérleti érték súly terhelést a súlyt a beépítésre. Következtethet a természet a tehetetlenségi nyomaték az anyag pont a távolság a forgástengely.

8. kereszttartó álló szervek egyszerű geometriai alakja, a tehetetlenségi nyomaték lehet elméletileg számított összegeként a tehetetlenségi nyomatékok a lemez (henger) tömege és sugara, és négy rúd ahhoz csatolt (úgynevezett kengyelek), amelyek mindegyike a hossza és súlya:

Kiszámítjuk az elméleti érték a tehetetlenségi nyomaték a kereszt, és hasonlítsa össze a kapott értéket kísérletileg.

9. Vedd a legfőbb eredménye a munka formájában:

10. Készít kimenet.