Obiectiv: Pentru a determina momentul de inerție al metodei dinamice volant și frecarea în lagăre.
Echipament: sarcină volant, șubler, cronometru, riglă.
Metoda de instalare și de măsurare
Flywheel constă dintr-o rolă de antrenare masivă este montat pe arbore. Arborele este montat în lagăre. Pe firul rana scripete (pe unele instalații scripete îndeplinește rolul arborelui), sarcina al cărui capăt liber este suspendat (Fig. 1). În toamna mărfii, energia potențială este transformată în energie cinetică a mișcării de translație a sarcinii, iar energia cinetică a unui volant rotativ. Din moment ce poartă forța de frecare, energia mecanică a sistemului nu rămâne constantă. Conform legii, modificări în schimbarea mecanică în energia energie mecanică este egală cu forța de frecare :.
Pentru moment, atunci când sarcina scade de la o înălțime de h1. pe care a fost ridicat, potrivit legii schimbării de energie au
în cazul în care - viteza de marfă; w - viteza unghiulară a volantului; J - momentul de inerție al volantului în raport cu axa de rotație; m - masa sarcinii.
Odată ce firul este derulată în totalitate, volanta se rotește prin inerție, se va ridica la înălțimea sarcinii. Conform legii, modificări în energia mecanică reduce energia potențială egală cu activitatea împotriva forței de frecare în timpul coborârii și a sarcinii de ridicare:
Din ecuația (2) constatăm că forța de frecare în lagăre
Deoarece mișcarea uniform accelerată a sarcinii pornește de repaus, atunci
unde t - coborârea unei H1 înălțime de timp.
Din formulele (4) avem
Noi credem că firul neextensibil și aluneca de pe rola este absent. În acest caz, viteza de coborâre a sarcinii este egală cu viteza liniară a punctelor de pe suprafața laterală a roții de curea. Viteza unghiulară a volantului este asociată cu viteza liniară a punctelor de pe suprafața laterală a scripetelui și deci raportul de sarcină
unde D - diametrul rolei.
Substituind (5) în (6) obținem
Substituind în (1) din expresia (3), (5), (7) și rezolvarea ecuației rezultată pentru momentul de inerție al volantului, obținem
Pentru instalarea noastră
Dată fiind această expresie inegalitate (8) ia forma
Formula (9) se calculează. Se poate observa că pentru a determina momentul de inerție al volantului necesară pentru a măsura magnitudinea m. D. T. h1 și h2.
Ordinea de performanță
1. Reglați lungimea firului, astfel încât greutatea nu atinge baza piedestal.
2. Măsurați diametrul fuliei șubler, pentru a determina masa încărcăturii m. Rezultatele sunt scrise în tabel. 1.
3. Rotiți roata de mână pentru a ridica greutatea agățat pe un fir de la înălțimea h1 din partea de jos a poziției de marfă.
4. Eliberați volantul și începe simultan cronometrul. La un moment în care firul este derulată în totalitate, opriți cronometrul. Se măsoară înălțimea h2. care se ridică datorită sarcinii de inerție a volantului. Record de timp t de marfă care se încadrează de la o înălțime de h1. Experiența repetată de cinci ori, reducând sarcina la aceeași înălțime H1. Rezultatele sunt înregistrate în tabelul de măsurare. 1.
5. Conform formulei (3) pentru a calcula forța de frecare în lagăre.
6. Conform formulei (9) pentru a calcula momentul de inerție al volantului, substituind valoarea medie a înălțimii timpului.
7. Se calculează eroarea relativă
unde și sunt definite prin formula eroarea absolută pătrat pentru mai multe măsurători directe.
În formula (10) nu ia în considerare eroarea relativă de m și magnitudine ca mici în comparație cu erorile relative ale altor cantități.
8. Se calculează eroarea absolută
9. Rezultatul scris ca J =. ±. kg · m 2.
1. Ceea ce se numește momentul de inerție al punctului corpului în raport cu axa de rotație? Ce determină momentul de inerție al corpului? Ce rol-l joace în mișcarea de rotație?
2. Pentru a formula legea de conservare a energiei mecanice și de schimbare.
3. Deduceți formula de energie cinetică pentru corpul în mișcare translațional și rotațional.
4. Definiți viteza unghiulară și liniară, accelerația unghiulară și tangențial. Care este relația dintre aceste valori? Ei au îndreptat?
5. Numele de tipul de mișcare a volantului și sarcina suspendată de la un fir. Înregistrarea cinematică și ecuații dinamice de mișcare a sarcinii și volantul.
6. Formula de calcul de ieșire.
7. Deriva formula pentru momentul de inerție al volantului exclusiv forțele de frecare.
LABORATOR DE LUCRU №7
DEFINIREA moment de inerție
Obiectiv: Pentru a determina momentul de inerție al pendulului experimentului și se compară cu valoarea teoretică.
Echipament: pendul lui Maxwell cu un set de inele.