03/2009

Strona 1 z 6

LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

6

Wyznaczenie energii mechanicznej w ruchu płaskim

Arkusz sprawozdania

Imię i nazwisko

…………………………..

Data wykonywania

ćwiczenia

………………..

Uwagi

Rok grupa

…………………………..

Data oddania

sprawozdania

………………..

Data oceny

………………..

Ocena

1. Naszkicuj schematycznie stanowisko (tor i tarczę) oraz schemat blokowy toru pomiarowego

03/2009

Strona 2 z 6

2. Dokonaj odpowiednich pomiarów i zapisz wyniki w poniższej tabeli

Masa tarczy
[kg]

Promień tarczy
R [m]

Promień osi na
której zamocowana
jest tarcza r [m]

3. Wyznacz analitycznie moment bezwładności tarczy

Moment bezwładności
tarczy [kg m

2

]

4. Wybierz właściwe nastawy w programie sterującym kamerą. Nastawy te podawane są przez

prowadzącego. Skrócony opis obsługi programu znajdziesz w instrukcji. Odpowiednie wybrane

wartości wpisz w poniższą tabelę.

Ilość klatek na sekundę

Rozdzielczość

Ilość klatek rejestracji
(wpisać po dokonaniu
rejestracji)

5. Dokonaj rejestracji ruchu tarczy. Początkowo tarcza powinna być prawie nieruchoma. W programie
analizującym ruch, zaznacz środek obrotu tarczy i wyznacz jego współrzędne w kolejnych fazach tego
ruchu. Wpisz poniżej, ustalony w programie przelicznik. Zapisz arkusz z wynikami pomiarów w celu
wykonania dalszych obliczeń.

6. Na podstawie otrzymanych danych wyznacz w arkuszu kalkulacyjnym składowe v

x

i v

y

prędkości

oraz moduł prędkości v

s

. Dla v

x

i v

y

dokonaj odpowiednich uśrednień według zaleceń opisanych w

instrukcji.

UWAGI

Program przyjmuje, że oś y jest skierowana w dół. Pamiętaj, aby przeliczyć współrzędne y przyjmując

poziom odniesienia np. jako maksimum y. Podobnie możesz wyskalować położenie x tak, aby

zaczynało się ono od zera, odejmując od każdego pomiaru wartość minimalną x.

Wszystkie wielkości przelicz na podstawowe jednostki SI.

W kolejnych kolumnach arkusza wyznacz: prędkość kątową tarczy (szpuli) w każdej z chwil

czasowych, wygładzoną wartość położenia y, energię potencjalną względem przyjętego położenia

odniesienia, energię kinetyczną tarczy w ruchu płaskim i energię mechaniczną.

Ostatecznie wyznacz zmiany energii mechanicznej (ΔE

m

– różnice dla poszczególnych chwil

czasowych). Czy są one zawsze bliskie zeru? Jeśli nie, zastanów się dlaczego.

Przelicznik
[mm/piksel]

03/2009

Strona 3 z 6

7. Zilustruj wynik pomiaru. W tym celu narysuj wykres y(x) gdzie y i x są wartościami

niewygładzonymi po uwzględnieniu zmiany kierunku osi y i sprowadzeniu początkowego x do zera.

Patrz uwagi w punkcie 6.

8. Narysuj na jednym wykresie przebiegi x(t) i y(t). Jak możesz scharakteryzować obserwowany ruch

wzdłuż obu osi ?

03/2009

Strona 4 z 6

9. Narysuj przebieg v

s

(t)

10. Narysuj przebieg v

s

(x)

03/2009

Strona 5 z 6

11. Wyznacz teoretycznie prędkość v

s

we wskazanych przez prowadzącego punktach. W tym celu

wypełnij poniższą tabelę. Porównaj wyniki z wartościami prędkości uzyskanej doświadczalnie w tych

samych punktach.

x

Δh

v

s teoretyczne

v

s doświadczalne

12. Narysuj na jednym wykresie przebiegi E

p

(t), E

k

(t), E

m

(t) oraz linię poziomą E

m

(0).

03/2009

Strona 6 z 6

13. Na jednym wykresie narysuj wykres ΔE

m

(t) oraz teoretyczny przebieg tej zależności.

14. Podsumowanie i wnioski

We wnioskach odnieś się do punktów od 8 do 13