Порядок выполнения работы. Задание I. Определение коэффициента упругости пружин

Задание I. Определение коэффициента упругости пружин

 

1. Подвесьте пружины с помощью балки 17 на оси блока 13 и закрепите на другом конце пружин груз т1(см. рис. 2).

2. Измерьте линейкой расстояние x1от основания стойки до нижнего края груза.

3. Измените массу груза на величину Δm и измерьте новое расстояние х2. Данные занесите в табл. 1. Рассчитайте коэффициент упругости пары пружин по формуле

(18)

 

где g = 9,81 м/с – ускорение свободного падения.

4. Повторите измерения несколько раз. Рассчитайте среднее значение kпар . Данные занесите в табл. 1.

 

Таблица 1

№ п/п т1 m2 =т1m2, кг x1 х2 Δх=х2 х1, м   kпар, Н/м
             
Среднее   - -    

Задание II.Определение момента инерции методом

крутильных колебаний

1. Подготовьте измерительную систему ИСМ-1 к работе: подключите датчик угла поворота стола блока к разъему №1на задней стенке прибора, переключатель 1 поставьте в положение «К1», переключатель 4 – в положение «2», переключатель 5 – в положение «цикл», переключатель 8 – в положение «+» или переключатель 9 – в среднее положение. Включите питание модуля.

2. Накрутите нить (1,5 оборота) на шкив стола, диаметр которого D = 50мм (рис. 3), прикрепите к концам нити пружины. Закрепите пружины на осях 12 нижнего блока стойки 10.

3. Поверните стол так, чтобы в свободном положении указатель угла поворота стола находился вблизи нулевого деления шкалы 16.

4.

 
 

Нажмите кнопку 7 «готов» и приведите стол в колебательное движение с амплитудой 40 – 60 градусов.

Рис.3. Определение момента инерции маятника

 

5. Считайте с индикатора время одного полного колебания T.

6. Рассчитайте момент инерции ненагруженного стола по формуле

(19)

 

где R – радиус шкива стола (R=D/2), kпар – коэффициент упругости двух пружин, соединенных параллельно. Данные занесите в табл. 2. Повторите измерения 5 – 7 раз.

Таблица 2

 

№ п/п Т (c) Io ,кг м2
   
среднее    

Задание III.Проверка теоремы Штейнера

1. Поместите в центре стола два цилиндрических груза 18 массой тцпо 500 г один над другим (точная масса грузов выгравирована на нижнем торце грузов). Повторите измерения момента инерции системы Iсис (по п. 3 – 6 в задании II).

2. Рассчитайте момент инерции цилиндров по формуле

Iц = Iсис Iо , (21)

где I0 - момент инерции не нагруженного стола, измеренный в задании II.

3. Рассчитайте теоретический момент инерции цилиндров Iтеор относительно оси цилиндров по формуле

(22)

где тцсуммарная масса цилиндров, Rцрадиус цилиндров

(Rц = 24 мм). Данные занесите в табл. 3.

4. Переместите цилиндры на одинаковое расстояние Δх относительно оси вращения (шаг отверстий на вращающемся столе Δх=20мм).Измерьте период колебаний m2 системы, соответствующий новому положению цилиндров. Данные занесите в табл. 3.

 

Таблица 3

 

№ п/п Δх Δх2 Tсис Tсис2 тц = т1+ m2 Iсис Iо Iтеор
               

 

5. Рассчитайте момент инерции системы Iсис по формуле

(23)

 

где kпар – коэффициент упругости пары пружин (см. задание I),

R –- радиус шкива стола.

6. Рассчитайте теоретический момент инерции системы по формуле

 

где I0 – момент инерции не нагруженного стола (см. задание II), тцсуммарная масса цилиндров, Rцрадиус цилиндров

(Rц = 24 мм).

7. Повторите измерения и расчеты по п. 1– 6 для всех положений цилиндров. Данные занесите в табл. 3.

8. Постройте график зависимости момента инерции Iсиси Iтеор от квадрата расстояния от оси вращения до центра грузов Δх2.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение динамических характеристик вращательного движения: момента силы – М, момента инерции – I, момента импульса – L.

2. Запишите аналитические выражения для момента инерции частицы и твердого тела. Как производится расчет момента инерции обруча, стержня, диска?

3. В чем состоит суть теоремы Штейнера?

4. Получите основное уравнение динамики вращательного движения.

5. Получите уравнение колебаний крутильного маятника.

6. Как рассчитать период колебаний крутильного маятника?

 








Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 573;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.