Badanie dynamiki ruchu obrotowego bryły sztywnej

Przyrządy:

1. Przyrząd do badania ruchu obrotowego, z trzema bębnami do nawijania linki o

średnicach:

mm

4

.

23

1



d

,

mm

6

.

33

2



d

,

mm

6

.

45

3



d

.

2. Obciążniki tarczy obrotowej.
3. Zestaw ciężarków z haczykami.
4. Linka
5. Stoper.

Uwaga: Przyrząd do badania ruchu obrotowego jest urządzeniem
delikatnym. Ćwiczenia wykonujemy z dużą ostrożnością – tak, by nie
uszkodzić przyrządu. W szczególności tarczę należy zatrzymywać
chwytając delikatnie za podstawę szpul do nawijania linki.

Przebieg pomiarów:

1. Umieścić obciążniki na trzpieniach znajdujących się w tarczy, zgodnie z instrukcjami

prowadzącego zajęcia.

2. Wyznaczyć masę ciężarka

m .

3. Obrócić tarczę tak, aby znacznik umieszczony na jej brzegu znalazł się na wprost

bloczka. Do jednego z końców linki podwiesić ciężarek. Linkę przewiesić przez
bloczek i zaczepić jej drugi koniec do uchwytu znajdującego się przy szpuli o
najmniejszej średnicy.

4. Nawinąć linkę na szpulę wykonując sześciokrotnie pełen obrót tarczy w kierunku

zgodnym z kierunkiem ruchu wskazówek zegara. Zwrócić uwagę, aby linka nawijała
się na krążek tworząc pojedynczą warstwę oraz nie dotykała stołu poniżej bloczka.

5. Zwolnić tarczę, włączając jednocześnie stoper. Dokonać pomiaru czasu

t sześciu

pełnych obrotów tarczy.

6. Powtórzyć czterokrotnie czynności opisane w punktach 3-5. Obliczyć wartość średnią

czasu obrotu tarczy t .

7. Z równań:

2

2

1

t







,

)

(

r

g

m

N







i

rN

M

N



,

obliczyć przyspieszenie kątowe



, siłę naprężenia linki

N

oraz moment siły

naprężenia linki

N

M . Obliczyć również ciężar ciężarka Q .

8. Powtórzyć czynności opisane w punktach 2-7 dla dwóch pozostałych bębnów na które

nawijana jest linka oraz innych mas ciężarków napinających linkę, zgodnie z
instrukcjami prowadzącego zajęcia.

9. Powtórzyć czynności opisane w punktach 2-8 dla innego układu obciążników na

trzpieniach, zgodnie z instrukcjami prowadzącego zajęcia.

10. Przedstawić na jednym wykresie zależność wartości przyspieszenia kątowego



od

przyłożonego momentu siły

N

M dla obu badanych przypadków. Dla każdego z nich,

metodą regresji liniowej wyznaczyć moment bezwładności tarczy wraz z ciężarkami

0

I oraz wypadkowy moment sił oporu:

0

0

1

I

M

M

I

T

N







b

x

a

y





,

11. Sformułować wnioski.

Tabela pomiarowa:

Uwaga: należy skopiować tę tabelę dwukrotnie.

Masa

ciężarka

Promień

bębna

Kąt

obrotu

Czas

obrotu

Czas

średni

Przyspieszenie

kątowe

Naprężenie

linki

Moment

siły N

Moment

bezwładności

Ciężar

ciężarka

m

r



i

t

t



N

N

M

0

I

Q

[kg]

[m]

[rad]

[s]

[s]

[rad/s

2

]

[N]

[N·m]

[kg·m

2

]

[N]