Maksvelio svyruoklės inercijos momento nustatymas

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, jis sukasi kampiniu pagreičiu ; čia Mz – atstojamasis išorinių jėgų momentas sukimosi ašies atžvilgiu, Iz – kūno inercijos momentas tos ašies atžvilgiu. Ši lygtis yra kūno sukamojo judėjimo dinamikos pagrindinio dėsnio atvejis. Iš jo matyti, kad kūno inercijos momentas sukamajame judėjime apibūdina jo inertiškumą. Masės m materialiojo taško inercijos momentas ašies atžvilgiu: ; čia R – jo atstumas iki sukimosi ašies. 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. ... . Maksvelio svyruoklę sudaro ant dvisiūlės pakabos pakabintas velenėlis su standžiai užmautu ritinėliu, ant kurio dar užmautas masyvus metalinis žiedas. Kūnų masė yra žinoma. Šitokios laisvai pakabintos masės m sistemos potencinę energiją laikysime lygia nuliui. Užvyniojus siūlus ant velenėlio, sistemos masės centras dydžiu h pakyla aukštyn ir sistemos potencinė energija W=mgh. Paleista svyruoklė dėl Žemės gravitacijos leidžiasi žemyn, o po to, paveikta tamprumo jėgų, atsiradusių dėl tamprių pakabos siūlų deformacijos, - kyla aukštyn. Jei nebūtų trinties ir deformacija būtų absoliučiai tampri, mechaninė energija nekistų, galiotų mechaninės energijos tvermės dėsnis, ir svyruoklė judėtų amžinai. Realiai taip nėra: pakabos siūlai trinasi į velenėlį, judančią sistemą veikia oro klampa, ir siūlų deformacija nėra absoliučiai tampri. Dėl to vyksta mechaninės energijos disipacija (sklaida), t.y. virsmas vidine energija. Jėgų momentą laikysime lygiu velenėlio 1 spindulio Rv ir siūlo spindulio Rs sumai. Tai sistemos inercijos momentas. . Svyruoklė žemyn leidžiasi tolygiai greitėdama, todėl pagreitis . Darbo rezultatai. • Nuspaudžiame fiksatoriaus troselį ir užfiksuojame varžteliu. • Užsirašome svyruoklės pradinę padėtį n0. n0 = 185 * 10-3 m. • Ant velenėlio, vija prie vijos, vienu sluoksniu pagal laikrodžio rodyklę suvyniojame pakabos siūlus, svyruoklę fiksuojame viršutinėje padėtyje n. fiksatoriaus troselio antgaliu. n= 862 * 10-3 m. • Nuspaudžiame laikmačio mygtuką „Set“. • Atlaisviname fiksatoriaus varžtelį, svyruoklė leidžiasi žemyn. Kai tik svyruoklė pasiekia žemiausią tašką, staigiai nuspaudžiame fiksatoriaus troselį ir varžteliu užfiksuojame. Tada laikmatis parodo nusileidimo laiką t. Svyruoklės nusileidimo laiką matuojame dar keturis kartus ir apskaičiuojame nusileidimo laiko aritmetinį vidurkį . Kiekvieną kartą įtvirtinus svyruoklę viršutinėje padėtyje nuspaudžiame mygtuką „Set“ ir kai svyruoklė pasiekia žemiausią tašką, staigiai nuspaudžiame fiksatoriaus troselį ir užfiksuojame varžteliu. Tik tuomet laikmatis parodys laiką. • Kiekvieną kartą stebime ir pažymime pirmąjį pakilimo aukštį n. Tai galima atlikti ir atskirai nematuojant laiko. Apskaičiuojame pakilimo aukščio aritmetinį vidurkį . • Pagal gautuosius duomenis apskaičiuojame a, , Iz ir Ftr , papal formules : a = 2h/t2 , = a/Rv, , Iz = m(g-a)R/, Ftr = mg( h – h1)/ h + h1 ; a = 0,16 m/s2 , ε = 4 s-2, Iz = 7,4 kg*m2, Ftr =0,18 N. • Rezultatus surašome į lentelę: 1 lentelė m = 0,5787 kg. Rv = 4,2 *10 -3 m; h = n – n0 = 0,388* 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!