Зертханалық жұмыс№10 Қатты дененің қозғалысын Максвелл маятнигінің көмегімен зерттеу
жүктеу/скачать 51.09 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Жұмыстың мақсаты
- Теориядан қысқаша түсінік
- Жұмыстың орындалу тәртібі
- Пысықтау сұрақтары
|
Зертханалық жұмыс№10 Қатты дененің қозғалысын Максвелл маятнигінің көмегімен зерттеу Қажетті құрал - жабдықтар: арнайы қондырғы, штангенциркуль. Жұмыстың мақсаты: қатты дененің күрделі қозғалысын Максвелл маятнигі арқылы зерттеу және маятниктің инерция моментін динамикалық әдіспен анықтау. Теориядан қысқаша түсінік Қатты дененің айналмалы қозғалысы моменттер теңдеуімен сипатталады: , (1) мұндағы - қатты дененің импульс моменті; - векторлық бұрыштық жылдамдығы; - денеге әсер ететін қорытқы векторлық күш моменті; - дененің айналу өсіне қатысты инерция моменті. Егер қатты дене бекітілген осьтен айналып қозғалса, онда осы осьтен денені айналдыруға күш моментінің тек қана оське параллель құраушысы әсер етеді. Бекітілген осьтен айналып қозғалғанда дененің векторлық бұрыштық жылдамдығы және үдеуі айналу осінің бойымен бағытталады. Сондықтан бекітілген осьтен дененің айналмалы қозғалысын қарастырғанда моменттер теңдеуінің (1) айналу осіне проекциясын қарастырса жеткілікті: , (2) мұнда - денеге әсер ететін күш моменттерінің айналу осіне проекциясы, - бұрыштық үдеу. Қатты дененің берілген оське қатысты инерция моменті дененің формасына, сызықтық өлшемдеріне, массасына және массаның айналу осіне қатысты таралуына, әрі денеге қарағанда айналу осінің орналасуына байланысты және мына формуламен анықталады: , (3) мұнда - айналу осінен дененің массасы элементар бөлшегінің қашықтығы, және - дененің элементар бөлшегінің орташа тығыздығы және көлемі. Қарапайым геометриялық формалы қатты денелердің берілген оське қатысты инерция моментін (3) формуламен есептеп табуға болады. Алайда техникада көптеген айналмалы қозғалыста болатын машиналардың тетіктерінің формалары өте күрделі болады және олардың берілген оське қатысты инерция моментін есептеу үлкен қиындық туғызады. Міне осындай жағдайда қатты дененің инерция моментін тәжірибе жүзінде анықтауға болады. Жұмыстың орындалу тәртібі Максвелл маятнигі радиусы метал білікке кигізілген жазық метал дискіден тұрады. Білік ұштарындағы екі жіпке оратылып биіктіктегі горизонталь стерженьге ілінген. Маятникті босатып жібергенде, ол төмен қарай ілгерілемелі және өзінің симметрия осіне қатысты айналмалы екі қозғалысқа байланысты болады. Маятник қозғалысының теңдеулері (үйкеліс күштерін ескермегенде) мына түрде жазылады: , (4) , (5) , (6) мұндағы - маятник массасы, - маятниктің инерция моменті, - білік радиусы, - жіптің керілу күші, - маятниктің массалар центрінің ілгерілемелі қозғалысының үдеуі, - маятниктің бұрыштық үдеуі. Маятниктің биіктіктен түсу уақытын өлшеу арқылы, удеу анықталады: (7) (4)–(7) теңдеулерінен Максвелл маятнигінің инерция моментін есептейтін негізгі формуланы табамыз: , (8) мұндағы - білік диаметрі (штангенциркульмен өлшенеді). Тапсырмалар Маятниктің биіктіктен (жіп толық ширатылғанға дейінгі түсу биіктігі) түсу уақытын 5-6 рет өлшеп, орташа арифметикалық мәнін анықтаңыз. (8) формула бойынша маятниктің инерция моментін есептеңіз. Тәжірибеден анықталған инерция моментін оның теориялық мәнімен салыстырыңыз. Инерция моментінің теориялық мәні мына формуламен анықталады: , мұндағы - маятник осінің инерция моменті, - біліктің инерция моменті, - дискінің инерция моменті. Жұмыс қателігін өлшеу мына формуламен анықталады: . Жұмыс қателігінің шегі 8%-дан аспауы керек. Пысықтау сұрақтары: 1.Инерция моменті дегеніміз не? 2.Максвелл маятнигінің үдеу қандай шамаға тәуелді? 3.Максвелл маятнигінің периоды қандай шамаларға тәуелді? 4.Максвелл маятнигінің тербеліс периодының формуласын қорытып шығарыңыз. Әдебиеттер: 1.Савельев И.В. Жалпы физика курсы. Т.1. – Алматы, 1977, 34-45. 2.Стрелков С.П. Механика. – М., 1965, 58. 3.Физический практикум. Механика и молекулярная физика./ Под ред. В.И.Ивероновой. – М., 1967. С.137-138. 4.Фриш С.Э., Тиморева А.В. Жалпы физика курсы. Т.1.- Алматы, 1971, 34-39. 5.Хайкин С.Э. Физические основы механики. – М., 1963, 41. жүктеу/скачать 51.09 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|