Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторна робота № 1-12
На тему: Визначення кінематичних характеристик гіроскопа.
Мета роботи:
Поглиблене вивчення понять моменту сили та моменту імпульсу, практичне визначення кутової швидкості прецесії, моменту імпульсу та моменту інерції.
Прилади і матеріали:
Гіроскопічна установка з мілісекундоміром та тахометром, переміщуване тіло.
Принцип дії установки:
Гіроскоп, що використовується в даній роботі, являє собою масивний диск, закріплений на роторі електродвигуна. На підставці з чотирма гвинтовими ніжками закріплена колонка з кронштейном, на якому розміщені фотоелектронний датчик та зовнішня втулка поворотного з’єднувача.
Поворотній з’єднувач дає можливість гіроскопу повертатись навколо вертикальної осі та забезпечує живлення струмом фотоелектронного датчика і електричного двигуна.
Електричний двигун змонтований на кронштейні таким чином, щоб була можливість повороту на необмежений кут в вертикальній площині.
На валу двигуна закріплений диск з екраном захисту. З корпусом двигуна з’єднаний важіль, з метричною шкалою, вздовж якої може переміщуватись вантаж для зрівноваження гіроскопа.
Кут повороту гіроскопа навколо вертикальної осі можна виміряти з допомогою лічильника, розташованого на передній панелі приладу, диск має на ободі отвори для визначення частоти обертання вала електродвигуна фотоелектричним датчиком.
Порядок виконання роботи:
Обробка результатів експерименту та їх аналіз:
Завдання 1. Визначення кутової швидкості прецесії гіроскопа.
Завдання 2. Визначення моменту імпульсу гіроскопа.
Завдання 3. Визначення моменту інерції гіроскопа.
Занесем виміряні дані до таблиці:
φ, º |
φ, рад |
t, с |
ω, с-1 |
ωсер , с-1 |
|
30 |
0,5235 |
21,69 |
0,024 |
0,023 |
|
23,32 |
0,022 |
|||
|
22,39 |
0,023 |
1) Обрахуємо середнє значення кутової швидкості прецесії:
=> ω<<Ω
Обрахуємо абсолютну та відносну похибку кутової швидкості прецесії:
Отже
2) Визначимо момент імпульсу гіроскопа:
m=0.375 (кг) l=0.08 (м)
Знайдемо результуючий момент сил:
Знайдемо момент імпульсу:
Підрахуємо абсолютну та відносну похибки:
Тому L=(12.79±0.61)(кг·м·с-1)
3) Визначимо момент інерції гіроскопа:
Знаючи частоту обертання Ω і момент імпульсу L знайдемо момент інерції:
Тепер знайдемо момент інерції З. формули
Як видно результати обчислень по двом формулам співпадають.
Обрахуємо абсолютну та відносну похибки моменту інерції гіроскопа:
Отже остаточно: I=(0.02±0.001)(кг·м2)
Висновок: На даній лабораторній роботі ми дізнались про основні властивості гіроскопу, а також визначили його основні кінематичні характеристики ( такі як середнє значення кутової швидкості прецесії, моменту імпульсу та моменту інерції ). Також ми переконались в тому, що гіроскоп чинить опір зовнішнім діям, які намагаються змінити напрямок його осі обертання. Похибки виміряних величин пов’язані з неточністю вимірювань.
Контрольні запитання: