На головну

експериментальна установка

  1. I. ЦІЛЬОВА ВСТАНОВЛЕННЯ І ОРГАНІЗАЦІЙНО-МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
  2. o установка програм
  3. А) Установка заготовки на палець або оправлення без зазору
  4. Апарати захисту в електроустановках
  5. Архітектура, установка і конфігурація ОС UNIX і Linux
  6. Бюреточних ВСТАНОВЛЕННЯ З МЕХАНІЧНИМ ПРИВОДОМ
  7. В якому випадку встановлено, що роботи в електроустановках проводяться під наведеною напругою? (38.44) 38.43.

Мета роботи

 КОЛЕСА І МОМЕНТУ СИЛИ ТЕРТЯ В ОПОРІ
 Визначення моменту інерції колеса і моменту сили тертя в опорі, використовуючи закон збереження і перетворення енергії.

ідея експерименту

В експерименті використовується масивне колесо, насаджене на горизонтально розташований вал. Колесо приводиться в обертання за допомогою намотаного на вал шнура, до кінця якого прикріплений вантаж.

теорія

Момент інерції - міра інертності тіла при обертальному русі. Необхідно мати на увазі, що момент інерції в загальному випадку може мати різні значення щодо різних осей обертання тіла. Якщо тіло має довільну форму і довільний розподіл мас, момент інерції можна визначити тільки приблизними підсумовуванням

,

де ri - відстань від осі обертання до iтої елементарної маси Dmi.

Якщо тіло має правильну геометричну форму і постійну щільність по всьому об'єму, підсумовування може бути замінено інтегруванням по всьому об'єму

.

Для розрахунку моментів інерції тіл, що мають просту геометричну форму (диск, стрижень, квадрат і т.д.), зазвичай користуються готовими формулами (Додаток 3).

У випадках, коли розрахунок моментів інерції тіл утруднений, застосовують різні способи їх вимірювання. Ряд таких способів розглянуто в даному практикумі. У даній роботі пропонується енергетичний підхід до визначення моменту інерції.

Махове колесо (рис. 10) складається з маховика А, Жорстко закріпленого на горизонтальному валу В. На вал намотується шнур, до кінця якого прикріплений вантаж масою m, Під дією сили тяжіння якого вал може розкручуватися. При обертанні будь-якого тіла виникають моменти сил, що перешкоджають його обертанню. Ці моменти створюються, в основному, силами тертя в опорах і, частково, силою опору повітря. Останній в даній роботі не враховується через його малості. Величина моменту сили тертя Мтр в опорах може бути встановлена, наприклад, з умови рівноваги М - Мтр = 0, а також у зв'язку з втратою енергії тіла, що обертається, як це зроблено в даній роботі. При падінні з висоти h1 потенційна енергія вантажу mgh1 йде на збільшення кінетичної енергії поступального

руху самого вантажу mv2/ 2, На збільшення кінетичної енергії обертального руху маховика і вала приладу Jw2/ 2 і на здійснення роботи А = Мтрj з подолання тертя в опорах. Згідно із законом збереження енергії

 , (4.1)

де j1 - кутове переміщення вала в опорі, відповідне переміщення h1 вантажу.

Рух вантажу равноускоренное, без початкової швидкості, тому

 , (4.2)

де t - Час опускання вантажу з висоти h1. Кутова швидкість махового колеса

 , (4.3)

де r - Радіус вала В. Момент сили тертя Мтр встановлюється наступним чином. Колесо, обертаючись по інерції, піднімає вантаж на висоту h21, На якій потенційна енергія буде дорівнює mgh2. Зміна потенційної енергії при русі вантажу дорівнює роботі з подолання моменту сили тертя в опорах, тобто

 . (4.4)

Звідки

 . (4.5)

Висловлюючи кутовий шлях (j1 + j2) через лінійний (h1 + h2) і радіус вала r, отримуємо

 . (4.6)

Цей вислів є робочою формулою для вимірювання Мтр. Підставляючи в формулу (4.1) значення v, w, Мтр з (4.2), (4.3), (4.6), отримуємо робочу формулу для визначення моменту інерції махового колеса

 . (4.7)

експериментальна установка

При підготовці до вимірювання махового колеса шнур намотується на вал виток до витка. До кінця шнура прикріплена платформа відомої маси, на яку накладаються вантажі з набору до установки. Для вимірювання висоти падіння вантажу h1 і висоти його підняття h2 поруч з установкою укріплена масштабна лінійка. Час падіння вантажу вимірюється за допомогою ручного або стаціонарного електронного секундоміра.



особливості проведення аудиту суб'єктів малого підприємництва | Обробка результатів
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати