LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

Wer. 2014 MT

1 z 7

Imię i nazwisko

Kod grupy

Uwagi

Wariant ćwiczenia

Data oddania

Data wykonywania ćwiczenia

Punkty

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

Wahadło 1 (bijak)

Wahadło 2 (wahadło uderzane)

Materiał

Masa i niepewność pomiaru
masy [g]

±

±

Odległość l i niepewność
pomiaru l [mm]

±

4

Wyznaczanie współczynnika restytucji

Sprawozdanie z ćwiczeń

1. Naszkicuj stanowisko i schemat blokowy toru pomiarowego

0,5 pkt.

LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

Wer. 2014 MT

2 z 7

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

0,5 pkt.

LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

Wer. 2014 MT

3 z 7

4. Wyznacz odległość h

1

i h

2

środków masy wahadeł od osi obrotu

h

1

[mm]

±

h

2

[mm]

±

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

1,5 pkt.

LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

Wer. 2014 MT

4 z 7

6. Wyznacz średni okres wahań

Okres ruchu wahadła 1 T

1

[s]

±

Okres ruchu wahadła 2 T

2

[s]

±

7. Wyznacz momenty bezwładności wahadeł wykorzystując wzór (8) z instrukcji oraz niepewność ich
oszacowania wykorzystując wzór ogólny (Z2) z załącznika. Przyspieszenie ziemskie przyjmij jako 9,807
± 0,001 m/s

2

.

Wyznacz współczynnik restytucji. W tym celu wykonaj następujące kroki.

8. Dla 9 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 (łącznie ze ścieżką) – patrz instrukcja

1

20

2

25

3

30

4

35

5

40

6

45

7

50

8

55

9

60

9. Przedstaw przykładową rejestrację ruchu dwóch wahadeł. Oba przebiegi nanieść na jeden wykres i
podpisać osie. Wykres najlepiej wykonać za pomocą dowolnego oprogramowania komputerowego
umożliwiającego wizualizację wyników. Zaznacz chwilę pierwszego zderzenia wahadeł oraz kąty

α

o

i

α

max

.

I

1

[kg m

2

]

±

I

2

[kg m

2

]

±

1 pkt.

0,5 pkt.

LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

Wer. 2014 MT

5 z 7

10. 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

]

rzeczywiste

(odczytane

z

rejestracji)

±0,1

o

α

max

[

o

]

odczytane

z

rejestracji

±0,1

o

ω

1

[rad/s]

ω

2

[rad/s]

ω [rad/s]

R [.]

1

±

±

±

±

2

±

±

±

±

3

±

±

±

±

4

±

±

±

±

5

±

±

±

±

6

±

±

±

±

7

±

±

±

±

8

±

±

±

±

9

±

±

±

±

Ostateczne oszacowanie R

±

11. Sprawdź czy istnieje zależność pomiędzy wartością współczynnika restytucji a prędkością
zderzenia. W tym celu narysuj na podstawie wyników wykres R(ω

1

) i zinterpretuj go. Podpisz osie,

nanieś na punkty pomiarów niepewności pomiarowe.

2 pkt.

1 pkt.

LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

Wer. 2014 MT

6 z 7

Uwaga!. Wniosków co do zależności R(ω

1

) nie należy uogólniać. Dla niektórych materiałów i

zakresów ω

1

taka zależność jest istotna, a dla innych nie. Pamiętaj, że Twoje obserwacje dotyczą

tylko rozpatrywanego przypadku.
12. Wypełnij poniższą tabelę korzystając z odpowiednich wzorów, wcześniej uzyskanych danych i
wyników. Uzupełnij brakujące jednostki.

Lp.

α

0

[

o

]

rzeczywiste

(odczytane

z

rejestracji)

±0,1

o

ω

1

[rad/s]

S

1

[ ]

F

1

[ ]

S

2

[ ]

F

2

[ ]

1

±

±

±

±

±

2

±

±

±

±

±

3

±

±

±

±

±

4

±

±

±

±

±

5

±

±

±

±

±

6

±

±

±

±

±

7

±

±

±

±

±

8

±

±

±

±

±

±

±

±

±

±

13. Przyjmij, że czas pierwszej i drugiej fazy zderzenia wynosi 5 ms. Narysuj wykres średniej wartości

siły w pierwszej i drugiej fazie zderzenia w funkcji ω

1

.

1 pkt.

1 pkt.

LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

Wer. 2014 MT

7 z 7

14. Podsumowanie i wnioski

3 pkt.