Kietojo kūno sukamojo judėjimo dinamikos pagrindinio dėsnio nustatymas

Darbo užduotis. Nustatyti kampinio pagreičio priklausomybę nuo kūną veikiančios jėgos momento. Teorinė dalis. Nagrinėsime apie nejudančią ašį Oz besisukančio kietojo kūno judėjimą (1pav.). Visi jo taškai brėžia apskritimus. Per laiką dt bet kurio materialaus taško spindulys R brėžia tą pati posūkio kampą dφ. Todėl visų jo taškų kampinis greitis Kampinio greičio kitimo spartą apibūdina kampinis pagreitis Slenkančio kūno inertiškumą apibūdina jo masė. Atstumu R nuo sukimosi ašies esančio masės m’ taško inertiškumą apibūdina inercijos momentas Kūno inercijos momentas yra lygus visų jo materialiųjų taškų inercijos momentų sumai. Jėgos poveikis, keičiantis besisukančio kūno judėjimą, apibūdinamas jėgos momentu. Jėgos momentas ašies Oz atžvilgiu užrašomas taip: Jei kūnui sukantis apie pastovią aši jo inercijos momentas nesikeičia, tuomet pagrindinis dinamikos dėsnis užrašomas taip: – kūno kampinis pagreitis tiesiog proporcingas jį veikiančios jėgos momentui ir atvirkščiai proporcingas kūno inercijos momentui tos pačios ašies atžvilgiu. Sistemos dinamikos lygtis: čia disko inercijos momentas Iz1 = 1,4·10-3 kg·m2, s kriemuliu sistemos inercijos momentas Iz2 =1,16·10-3 kg·m2. Sukimosi kampinis greitis: Sistemą veikia pastovi varos jėga, todėl ji sukasi greitėjančiai, t.y. su pastoviu kampiniu pagreičiu. Iš čia, jei per laiką t kampinis greitis pakito nuo ω0 iki ω, suvidurkintas šiam intervalui kampinis pagreitis: Aparatūra ir darbo metodas Įrenginio elementai: 1. skriemulių sistema 2. per skridinėlį permestas siūlas 3. pasvarėlis 4. optinė apkaba 5. matavimo blokas 6. neskaidri juostelė Darbo įrenginio schema: Kampinio pagreičio priklausomybė nuo kūną veikiančios jėgos momento nustatoma: 1. Įjungiame matavimo bloką. Nustatome laiko indikatorių ties 0.000 ms. Optinę apkabą pastatome taip, kad, disko juostelei praeinant pro ją užgestų apkabos indikatorius. 2. Slankmačiu išmatuojame skriemulio diametrą ir apskaičiuojame jo spindulį R. 3. Siūlą su mažiausiu svareliu užkabiname ant skriemulio smaigo. Ant skriemulio vyniodami siūlą svarelį keliame kiek galima aukščiau tol, iki juostelė 6 atsiduria prie pat šviesos spindulio. Spustelėję bloko 5 mygtuką Start kartu leidžiame sistemai suktis. Sistemai sukantis ir paeiliui užsidegus laukų indikatoriams, sukimąsi ranka sustabdome. Laiko trukmes atskaitome švieslentėje ir surašome į lentelę 1. 4. Masės didėjimo tvarka, 3-me punkte aprašytus veiksmus atliekame dar su trimis svareliais. 5. Apskaičiuojame kampinio greičio vertes ir surašome į 2 lentelę. 6. Naudodami 1 lentelės ir 2 lentelės duomenis, apskaičiuojame pagreitį ε′j, (kai t = t(1→2) j); ε′′j, (kai t = t(1→3) j) ir jų vidutinę vertę . Taip pat apskaičiuojame kampinio pagreičio „teorines” vertes εj. 7. Vienoje koordinačių sistemoje brėžiame grafikus = f (Mz) ir εj = f (Mz). Kitoje koordinačių sistemoje brėžiame keturis grafikus ωj = f (t). Darbo rezultatai 1 lentelė R = 0,0275 m mj, kg t1j, s t2j, s t3j, s t4j, s t(1→2) j, s t(1→3) j, s 0,0102 163,89∙10-3 49,882∙10-3 36,039∙10-3 29,811∙10-3 2,813 4,314 0,0152 148,3∙10-3 39,813∙10-3 28,716∙10-3 23,804∙10-3 2,314 3,510 0,0202 115,57∙10-3 33,363∙10-3 24,156∙10-3 19,86∙10-3 1,893 2,897 2 lentelė R =0,0275 m mj , (kg) Mzj, (N∙m ) ω1j, (rad/s) ω2j, (rad/s) ω3j, (rad/s) ω4j, (rad/s) ε′j, (rad/s) ε′′j, (rad/s) , (rad/s) εj, (rad/s) 0,0102 0,0028 1,06 3,49 4,83 5,84 0,86 0,87 0,865 1,095 0,0152 0,0042 1,17 4,37 6,06 7,37 1,38 1,39 1,385 1,635 0,0202 0,0056 1,51 5,22 7.2 8,76 1,96 1,96 1,96 2,17 Išvados. Eksperimentiškai nustatėme, kad kūno judesio kiekio momento nejudančio taško atžvilgiu kitimo greitis yra lygus jį veikiančių išorinių jėgų atstojamajam momentui to paties taško atžvilgiu. Literatūra. 1. Tamašauskas A. Fizika 1. – Vilnius: Mokslas, 1987. 2. Tamašauskas A., S.Joneliūnas „Fizikos laboratoriniai darbai. Pirmoji dalis“.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!