03/2009

Strona 1 z 7

LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

4

Wyznaczanie współczynnika restytucji

Arkusz sprawozdania

Imię i nazwisko

…………………………..

Data wykonywania

ćwiczenia

………………..

Uwagi

Rok grupa

…………………………..

Data oddania

sprawozdania

………………..

Data oceny

………………..

Ocena

1.

Naszkicuj stanowisko i schemat blokowy toru pomiarowego

03/2009

Strona 2 z 7

Wybierz parę materiałów (różnych lub równych) i dokonaj poniższych działań.

2. Określ materiały z których wykonano wahadło 1 (bijak) i wahadło 2. Określ ich masy.

Wahadło 1 (bijak)

Wahadło 2

Materiał

Masa

3. Naszkicuj i zwymiaruj oba wahadła (nie odkręcaj pręta od masy wahadła!)

03/2009

Strona 3 z 7

4. Wyznacz odległość h

1

i h

2

środków masy wahadeł od osi obrotu

h

1

[m]

h

2

[m]

Regulując wysokość nóżek podstawy stanowiska wypoziomuj podstawę (patrz instrukcja).

Dokonaj pomiaru średniego okresu ruchu wahadeł. W tym celu przeprowadź poniższe kroki.

5. Wybierz parametry akwizycji (równe dla obu wahadeł)

Częstotliwość próbkowania [Hz]

Liczba próbek

Miejsce na szkice i obliczenia

03/2009

Strona 4 z 7

6. Wyznacz średni okres wahań

Okres ruchu wahadła 1 T

1

[s]

Okres ruchu wahadła 2 T

2

[s]

7. Wyznacz niepewność pomiaru okresu (wzór 13 w instrukcji)

ΔT

o1

– wahadło 1 [s]

ΔT

o2

– wahadło 2 [s]

8. Wyznacz momenty bezwładności wahadeł wykorzystując wzór (9) z instrukcji, wartości
zmierzonych okresów wahań i obliczone położenia środków masy. Przyspieszenie ziemskie przyjmij
jako 9,807 m/s

2

.

Wyznacz współczynnik restytucji. W tym celu wykonaj następujące kroki.
9. Dla 8 różnych wartości

α

0

(odczytanej orientacyjnie) dokonaj rejestracji przebiegu zderzenia. Zapisz

parametry akwizycji sygnału (takie same dla każdej próby).

Częstotliwość próbkowania [Hz]

Liczba próbek

Lp.

α

0

[o]

Nazwa pliku z rejestracją

1

20

2

30

3

40

4

50

5

60

6

70

7

80

8

90

10. Przedstaw przykładową rejestrację ruchu dwóch wahadeł. Oba przebiegi nanieś na jeden wykres i
podpisz osie. Wykres należy wykonać za pomocą dowolnego oprogramowania komputerowego
umożliwiającego wizualizację wyników. Zaznacz chwilę pierwszego zderzenia wahadeł.

I

1

[kg m

2

]

I

2

[kg m

2

]

03/2009

Strona 5 z 7

11. Na podstawie otrzymanych rejestracji i dokonując odpowiednich obliczeń wypełnij poniższą
tabelę. Kąty α

o

i

α

max

określ z zarejestrowanego przebiegu. Dodatkowo wyznacz prędkość liniową V

1

z

jaką bijak uderza w nieruchome wahadło 2.

Lp.

α

0

[

o

]

α

max

[

o

]

ω

1

[rad/s]

V

1

[m/s]

ω

2

[rad/s]

R [.]

1

2

3

4

5

6

7

8

12. Wyznacz średni współczynnik restytucji dla przyjętej pary materiałów.

Średnie R [.]

13. Sprawdź czy istnieje zależność pomiędzy wartością współczynnika restytucji a prędkością
zderzenia. W tym celu narysuj na podstawie wyników wykres R(V) i zinterpretuj go. Rysunek wykonaj
za pomocą odpowiedniego oprogramowania. Podpisz osie.

Uwaga!. Wniosków co do zależności R(V) nie należy uogólniać. Dla niektórych materiałów i
zakresów V taka zależność jest istotna, a dla innych nie. Pamiętaj, że Twoje obserwacje dotyczą
tylko rozpatrywanego przypadku.

03/2009

Strona 6 z 7

14. Wypełnij poniższą tabelę korzystając z odpowiednich wzorów, wcześniej uzyskanych danych i
wyników. Uzupełnij brakujące jednostki.

Lp.

α

0

S

1

[ ]

S

2

[ ]

1

2

3

4

5

6

7

8

15. Przyjmij, że czas pierwszej i drugiej fazy zderzenia wynosi 10 ms. Narysuj wykres średniej

wartości siły w pierwszej i drugiej fazie zderzenia w funkcji kąta

α

o

. Aby wyznaczyć średnią wartość

siły przybliż S

1

i S

2

prostokątami o odpowiedniej powierzchni.

F

1

(α

o

) i F(α

o

)

03/2009

Strona 7 z 7

16. Podsumowanie i wnioski