Теория к выполнению лабораторной работы

Доцент, к.т.н. Миндолин С.Ф.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1-2: Исследование ЗАКОНОВ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

студент_______________________________________________________________________ группа:______________

Допуск____________________________________Выполнение_________________________Защита______________

Цель работы: исследование зависимости величины углового ускорения полностью твердого тела от моментов приложенных к нему сил при вращении вокруг закрепленной оси.

Приборы и принадлежности: прибор для исследования вращательного движения тела, штангенциркуль.

ОПИСАНИЕ эксперИментАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Механизм работы прибора Теория к выполнению лабораторной работы основан на экспериментальном определении законов динамики вращательного движения полностью твёрдого тела.

Установка именуется маятником Обербека. Вид прибора изображен на рис. 1:

1 - вертикальная колонна, установленная на основании прибора 2 .

Для измерения длины перемещения на колонне нанесена миллиметровая шкала 16 .


2 - основание прибора, снабженное регулируемыми ножками 7 , обеспечивающими горизонтальную установку прибора. К основанию прибора прикреплен Теория к выполнению лабораторной работы миллисекундомер, к гнездам которого подключены фотоэлектрические датчики № 1 и № 2 (17, 18), прикреплённые к кронштейнам 3 и 4. Сами крепления 3 и 4 укреплены на вертикальной колонне.

3 - нижний недвижный кронштейн, на котором закреплен фотоэлектрический датчик № 2 (18) , вырабатывающий электроимпульс конца измерения времени и включающий тормозной электромагнит 15 и кронштейн 19 с резиновыми амортизаторами, ограничивающими движение грузов;

4 – верхний подвижный кронштейн, который можно Теория к выполнению лабораторной работы перемещать повдоль колонны и фиксировать в любом положении, определяя длину пути движения грузика. На этом кронштейне закреплен фотоэлектрический датчик № 1 , (17);

5 – нижняя недвижная втулка, на которой средством основания 14 прикреплен тормозной электромагнит 15 , при подключении к которому напряжения питания обеспечивается при помощи фрикционной муфты состояние покоя крестовины 20 вкупе с грузами .

6 – верхняя втулка, на которой средством Теория к выполнению лабораторной работы основания 8 закрепляется подшипниковый узел 9 и диск 10 , через который перекидывается нить. Одним концом нить прикрепляется к двухступенчатому шкиву 12 , а вторым концом ее прикрепляют к грузу 13 массой .


Теория к выполнению лабораторной работы

В данной установке груз (13) движется поступательно, а шкив совместно с прикрепленными к нему телами крутятся. Изобразим все силы, действующие на Теория к выполнению лабораторной работы передвигающийся груз: сила тяжести груза; сила натяжения нити. Изобразим также силы, действующие на шкив: сила реакции оси вращения; сила тяжести шкива вкупе с прикрепленными к нему телами; сила натяжения нити. Моментом сил трения пренебрегаем.

Запишем 2-ой закон Ньютона для груза:

. (1)

Для вращающегося шкива запишем уравнение вращательного Теория к выполнению лабораторной работы движения ( ) в проекции на ось вращения (ось OZ). Направим ось OZ

перпендикулярно плоскости рисунка на нас. Моменты сил тяжести и силы реакции оси вращения относительно оси OZ, проходящей через ось

вращения, равны нулю (полосы деяния сил пересекают ось OZ). С учетом этого имеем последующее уравнение: (2)

Проекция вектора углового ускорения на ось Теория к выполнению лабораторной работы OZ и вектора момента силы натяжения положительны, можем записать последующие равенства: ; .

Беря во внимание, что тангенциальное ускорение точки А шкива совпадает с ускорением поступательного движения

груза ( ), можем написать последующее соотношение: (4)

Если понятно время движения груза (t) и его перемещение (h), то ускорение поступательного движения груза находится из формулы:

. (5)

Пренебрегая массой Теория к выполнению лабораторной работы блока (10) (см. рис. 1), можем записать соотношение . Используя данное

предположение и определение момента силы, из равенства (1) находим величину силы , а потом величину момента силы : . (6)

Используя соотношение (5) просто можно получить формулы для углового ускорения и момента силы натяжения, выраженные через время движения груза t и его высоту падения h:

, (7)

. (8)


teorii-mediaobrazovaniya-fedorov-a-v-mediaobrazovanie-vchera-i-segodnya.html
teorii-mezhdunarodnoj-torgovli.html
teorii-motivacii-duglasa-makgregora-i-uilyama-ouchi.html