Визначення кінематичних характеристик гіроскопа
Вивчення понять моменту сили та моменту імпульсу, практичне визначення кутової швидкості прецесії, моменту імпульсу та моменту інерції. Момент сили та момент імпульсу тіла відносно точки та відносно осі. Властивості гіроскопа, їх використання в техніці.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 13.07.2017 |
| Размер файла | 32,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лабораторна робота № 1-12
На тему: Визначення кінематичних характеристик гіроскопа
Мета роботи
Поглиблене вивчення понять моменту сили та моменту імпульсу, практичне визначення кутової швидкості прецесії, моменту імпульсу та моменту інерції.
Прилади і матеріали
Гіроскопічна установка з мілісекундоміром та тахометром, переміщуване тіло.
Принцип дії установки
Гіроскоп, що використовується в даній роботі, являє собою масивний диск, закріплений на роторі електродвигуна. На підставці з чотирма гвинтовими ніжками закріплена колонка з кронштейном, на якому розміщені фотоелектронний датчик та зовнішня втулка поворотного з'єднувача.
Поворотній з'єднувач дає можливість гіроскопу повертатись навколо вертикальної осі та забезпечує живлення струмом фотоелектронного датчика і електричного двигуна.
Електричний двигун змонтований на кронштейні таким чином, щоб була можливість повороту на необмежений кут в вертикальній площині.
На валу двигуна закріплений диск з екраном захисту. З корпусом двигуна з'єднаний важіль, з метричною шкалою, вздовж якої може переміщуватись вантаж для зрівноваження гіроскопа.
Кут повороту гіроскопа навколо вертикальної осі можна виміряти з допомогою лічильника, розташованого на передній панелі приладу, диск має на ободі отвори для визначення частоти обертання вала електродвигуна фотоелектричним датчиком.
Порядок виконання роботи
1. Ввімкнути прилад в електричну мережу.
2. Натиснути клавішу „Сеть” і переконатись, чи всі індикатори висвічують цифру нуль та чи світяться лампочки фотоелектричних датчиків.
3. Повертаючи ручку потенціометра „Рег. Скорсти” переконатись, що двигун працює і стрілка вимірювача частоти обертання його вала відхиляється.
4. З допомогою переміщування вантажу встановити важіль гіроскопа горизонтально.
5. Ввімкнути двигун і встановити частоту обертання його вала біля 6000 об /хв.
6. Змістити вантаж на два сантиметра вліво чи вправо.
7. Натиснути клавішу „Сарос” і після повороту не менше, як на 300 , натиснути клавішу „Стоп”.
8. Записати покази лічильників кута і часу t а також масу переміщуваного вантажу.
Обробка результатів експерименту та їх аналіз
Завдання 1. Визначення кутової швидкості прецесії гіроскопа.
1. За формулою = / t вирахувати кутову швидкість прецесії гіроскопа.
2. Результат спів ставити зі швидкістю обертання вала двигуна.
3. Знайти абсолютну та відносну похибки вимірювання кутової швидкості прецесії.
Завдання 2. Визначення моменту імпульсу гіроскопа.
1. За формулою M = P l, де l - плече сили , знайти результуючий момент сил, що діє на гіроскоп.
2. Виходячи з формули знайти момент імпульсу L гіроскопа.
3. Визначити абсолютну та відносну похибки вимірювання моменту імпульсу гіроскопа.
Завдання 3. Визначення моменту інерції гіроскопа.
1. Знаючи момент імпульсу гіроскопа L і частоту його обертання , вирахувати момент інерції гіроскопа.
2. Вирахувати інерції гіроскопа за формулою . Результати співставити.
3. Визначити абсолютну та відносну похибки знаходження моменту інерції гіроскопа.
Занесем виміряні дані до таблиці:
|
ц, є |
ц, рад |
t, с |
щ, с-1 |
щсер , с-1 |
|
|
30 |
0,5235 |
21,69 |
0,024 |
0,023 |
|
|
23,32 |
0,022 |
||||
|
22,39 |
0,023 |
1) Обрахуємо середнє значення кутової швидкості прецесії:
=> щ<<Щ
Обрахуємо абсолютну та відносну похибку кутової швидкості прецесії:
Отже
2) Визначимо момент імпульсу гіроскопа:
m=0.375 (кг) l=0.08 (м)
Знайдемо результуючий момент сил:
M=P · l = m · g · l = 0.375 · 9.8 · 0.08 = 0.2943 (Н·м)
Знайдемо момент імпульсу:
Підрахуємо абсолютну та відносну похибки:
Тому L=(12.79±0.61)(кг·м·с-1)
3) Визначимо момент інерції гіроскопа:
Знаючи частоту обертання Щ і момент імпульсу L знайдемо момент інерції:
Тепер знайдемо момент інерції З. формули
Як видно результати обчислень по двом формулам співпадають.
Обрахуємо абсолютну та відносну похибки моменту інерції гіроскопа:
Отже остаточно: I=(0.02±0.001)(кг·м2)
Висновок
На даній лабораторній роботі ми дізнались про основні властивості гіроскопу, а також визначили його основні кінематичні характеристики ( такі як середнє значення кутової швидкості прецесії, моменту імпульсу та моменту інерції ). Також ми переконались в тому, що гіроскоп чинить опір зовнішнім діям, які намагаються змінити напрямок його осі обертання. Похибки виміряних величин пов'язані з неточністю вимірювань.
імпульс прецесія інерція гіроскоп
Контрольні запитання
1. Момент сили та момент імпульсу тіла відносно точки та відносно осі.
2. Основні властивості гіроскопа та їх використання в техніці.
3. В чому полягає суть гіроскопічного ефекту?
4. Рівняння обертового руху твердого тіла. Основний закон динаміки обертового руху.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Закон збереження імпульсу, робота сили та потужність. Кінетична та потенціальна енергія, закон збереження механічної енергії. Елементи кінематики обертового руху та його динаміка. Моменти сили, інерції, імпульсу. Поняття про гіроскопічний ефект.
курс лекций [837,7 K], добавлен 23.01.2010Фізична сутність консервативних і неконсервативних сил в макроскопічній механіці. Обчислення роботи сили тяжіння. Природа гіроскопічних сил. Наслідки дії Коріолісової сили інерції. Модель деформації жорсткої штанги. Прецесійний рух осі гіроскопа.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 24.09.2012Види симетрії: геометрична та динамічна. Розкриття сутності, властивостей законів збереження та їх ролі у сучасній механіці. Вивчення законів збереження імпульсу, моменту кількості руху та енергії; дослідження їх зв'язку з симетрією простору і часу.
курсовая работа [231,7 K], добавлен 24.09.2014Закони динаміки. Перший закон Ньютона. Інерціальні системи відліку. Маса та імпульс. Поняття сили. Другий і третій закони Ньютона. Зміна імпульсу тiла. Закон збереження імпульсу. Реактивний рух. Рух тiла зі змінною масою. Принцип відносності Галілея.
лекция [443,3 K], добавлен 21.09.2008Визначення початкових умов та значені перехідного процесу. Розв’язання диференційного рівняння. Перехідні та імпульсні характеристики відносно струму кола та напруг на його елементах, графіки. Вираз для прямокутного відео імпульсу, реакція кола на дію.
курсовая работа [768,7 K], добавлен 14.12.2012Характеристика обертального моменту, діючого на контур із струмом в магнітному полі. Принцип суперпозиції магнітних полів. Закон Біо-Савара-Лапласа і закон повного струму та їх використання в розрахунку магнітних полів. Вихровий характер магнітного поля.
лекция [1,7 M], добавлен 24.01.2010Обертання атомних електронів навколо ядра, що створює власне магнітне поле. Поняття магнітного моменту атома. Діамагнітні властивості речовини. Величини магнітних моментів атомів парамагнетиків. Квантово-механічна природа магнітоупорядкованих станів.
курсовая работа [79,6 K], добавлен 03.05.2011Предмет теоретичної механіки. Об’єкти дослідження теоретичної механіки. Найпростіша модель матеріального тіла. Сила та момент сили. Рух матеріального тіла. Пара сил і її властивості. Швидкість, прискорення та імпульс. Закони механіки Галілея-Ньютона.
реферат [204,8 K], добавлен 19.03.2011Розрахунок на мінімум розхідного матеріалу заданої мережі, розробка її схеми, визначення моменту навантаження на кожній ділянці схеми. Вибір стандартної величини перерізу кабелю головної ділянки. Розрахунок фактичних утрат напруги, перевірка перерізів.
практическая работа [121,4 K], добавлен 26.06.2010Явище інерції і фізиці. Інертність як властивість тіла, від якої залежить зміна його швидкості при взаємодії з іншими тілами. Поняття гальмівного шляху автомобіля. Визначення Галілео Галілеєм руху тіла у випадку, коли на нього не діють інші тіла.
презентация [4,0 M], добавлен 04.11.2013Визначення кінетичної та потенціальної енергії точки. Вирішення рівняння коливання математичного маятника. Визначення сили світла прожектора, відстані предмета і зображення від лінзи. Вираження енергії розсіяного фотона, а також швидкості протона.
контрольная работа [299,7 K], добавлен 22.04.2015Аналіз конструктивних виконань аналогів проектованої електричної машини та її опис. Номінальні параметри електродвигуна. Електромагнітний розрахунок та проектування ротора. Розрахунок робочих характеристик двигуна, максимального обертального моменту.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 12.01.2012Визначення порів елементів схеми заміщення та струму трифазного короткого замикання. Перетворення схеми заміщення. Побудова векторних діаграм струмів та напруг для початкового моменту часу несиметричного короткого замикання на шинах заданої підстанції.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.10.2012Методика розв'язання задачі на знаходження абсолютної швидкості та абсолютного прискорення точки М у заданий момент часу: розрахунок шляху, пройденого точкою за одиничний відрізок часу, визначення відносного, переносного та кутового прискорення пластини.
задача [83,1 K], добавлен 23.01.2012Описание технологической схемы электропривода. Проверка двигателя по пусковому моменту. Построение механических характеристик рабочей машины и электропривода. Выбор аппаратуры управления и защиты. Расчет устойчивости системы двигатель-рабочая машина.
курсовая работа [165,0 K], добавлен 18.12.2014Використання фізичного маятника з нерухомою віссю обертання античними будівельниками. Принцип дії фізичного маятника. Пошук обертаючого моменту. Період коливань фізичного маятника та їх гармонійність. Диференціальне рівняння руху фізичного маятника.
реферат [81,9 K], добавлен 29.04.2010Розрахунок максимальної швидкості підйомного крана і сили тяги кривошипно-шатунного механізму. Визначення зусилля для підняття щита шлюзової камери. Обчислення швидкості води у каналі та кількості теплоти для нагрівання повітря; абсолютного тиску.
контрольная работа [192,6 K], добавлен 08.01.2011Основні властивості пластичної та пружної деформації. Приклади сили пружності. Закон Гука для малих деформацій. Коефіцієнт жорсткості тіла. Механічні властивості твердих тіл. Механіка і теорія пружності. Модуль Юнга. Абсолютне видовження чи стиск тіла.
презентация [6,3 M], добавлен 20.04.2016Характеристика світла як потоку фотонів. Основні положення фотонної теорія світла. Визначення енергії та імпульсу фотона. Досліди С.І. Вавилова, вимірювання тиску світла. Досліди П.М. Лебєдева. Ефект Компотна. Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла.
лекция [201,6 K], добавлен 23.11.2010Аналіз видів давачів наближення. Вивчення методів перетину променя, відбиття від рефлектора та об'єкта. Особливості побудови інфрачервоного первинного вимірювального перетворювача величин. Розрахунок залежності чутливості схеми від амплітуди імпульсу.
курсовая работа [433,3 K], добавлен 07.02.2010
