Maksvelio svyruoklės inercijos momento matavimas

Laboratorinis darbas Nr. 4 MAKSVELIO SVYRUOKLĖS INERCIJOS MOMENTAS Darbo užduotis. Remiantis Maksvelio svyruoklės judėjimu, nustatyti jos inercijos momentą bei ją veikiančią trinties jėgą. Teorinė dalis. Kai kūnas, kuris gali suktis apie ašį, yra veikiamas išorinių jėgų, tai jis sukasi kampiniu pagreičiu ; (1) čia Mz - atstojamasis išorinių jėgų momentas sukimosi ašies atžvilgiu, Iz - kūno inercijos momentas tos ašies atžvilgiu. Masės m materialiojo taško inercijos momentas ašies atžvilgiu ; (2) čia R - jo atstumas iki sukimosi ašies. Jei laikysime, kad kietasis kūnas sudarytas iš N materialiųjų taškų, tai jo inercijos momentą ašies atžvilgiu galima išreikšti taip: . (3) Kietojo kūno inercijos momentas visada nusakomas konkrečios ašies atžvilgiu. Inercijos momentui tinka adityvumo principas: kūnų sistemos inercijos momentas Iz yra lygus ją sudarančių kūnų inercijos momentų sumai, t.y. . (4) Maksvelio svyruoklę sudaro ant dvisiūlės pakabos pakabintas velenėlis su standžiai užmautu ritinėliu , ant kurio dar užmautas masyvus metalinis žiedas . Pagreičiu žemyn besileidžiančią masės m kūnų sistemą veikia sunkio jėga ir priešingai nukreiptos įtemptos dvisiūlės pakabos suminė jėga bei trinties jėga . Pagal antrąjį Niutono dėsnį . (5) Žemyn besileidžianti sistema, veikiama įtemptų siūlų ir trinties jėgų atstojamosios sukasi apie momentinę horizontaliąją ašį . Jos atžvilgiu šių jėgų momentas ; (6) čia R - jų petys. Jį laikysime lygiu velenėlio 1 spindulio Rv ir siūlo spindulio Rs sumai. Iš (1) ir (6), ašies zz atžvilgiu, sistemos inercijos momentas . (7) Taigi nustatę dydžius a,  ir R, apskaičiuojame Iz . Pirmuosius jų išreiškime tiesiogiai matuojamais dydžiais. Svyruoklė žemyn leidžiasi tolygiai greitėdama, todėl pagreitis ; (8) čia t laikas, per kurį svyruoklė nusileidžia žemyn dydžiu h. Nuo spindulio Rv velenėlio nusivyniojančio siūlo taškų tangentinis pagreitis lygus žemėjimo pagreičiui a, todėl kampinis pagreitis . (9) Ieškosime pakabos siūlų ir velenėlio atstojamosios trinties jėgos Ftr. Masės m svyruoklė, nusileidusi dydžiu h, dėl mechaninės energijos disipacijos, po to pakyla į mažesnį aukštį h1. Iš čia išplaukia, kad vieno judėjimo ciklo metu sistemos mechaninė energija sumažėja dydžiu . Jei energijos disipacijos pagrindinė priežastis yra trinties jėgos atliktas darbas , tuomet apytiksliai . (10) Aparatūra ir darbo metodas. Darbe naudojama Maksvelio svyruoklė su elektrine valdymo ir laiko matavimo įranga į elektros tinklą įjungiama mygtuku. Apskaičiuojame svyruoklės masę. Mikrometru išmatuojame velenėlio, slankmačiu ritinėlio išorinį skersmenį bei slankmačiu – žiedo vidinį ir išorinį skersmenis. Ant ritinėlio užmovę žiedą, pagal patogiai pasirinktą judrios sistemos žymę ir stovo skalę, atsižymime jos apatinės padėties padalą .Ant velenėlio, vija prie vijos, vienu sluoksniu suvynioję pakabos siūlus, svyruoklę elektromagnetu fiksuojame viršutinėje padėtyje. Pagal minėtą žymę skalėje atskaitome padalą . Mikrometru išmatuojame velenėlio su siūlu skersmenį ir apskaičiuojame jėgų momento petį. Viską kartojame 4 kartus. Sistemos inercijos momentą dar apskaičiuojame naudodami jam tinkantį adityvumo principą . Velenėlio inercijos momentas . (11) Žiedo inercijos momentas . (12) Pagal formulę (13) skaičiuojamas tuščiavidurio ritinio inercijos momentas Ir . Darbo rezultatai. Atliktus skaičiavimus surašome į dvi lenteles. 1 lentele : m = 0,7087kg; R = 0,005605 m; h = n – n0=38,5 m;

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!