BADANI~1 (6) DOC


POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

INSTYTUT FIZYKI

FILIA W JELENIEJ GÓRZE

Sprawozdanie z ćwiczenia nr: 10

Temat: Badanie prędkości pocisku metodą wahadła balistycznego.

Imię i nazwisko:

Piotr Czekała

Numer kolejny ćwiczenia:

8

Ocena:

Grupa:

3

Wydział:

Mechaniczny

Rok:

II

Data wykonania ćwiczenia: 98.12.08

  1. Część teoretyczna

Wahadła balistyczne służą do pomiaru prędkości pocisków (między innymi). Są to wahadła fizyczne o specjalnych konstrukcjach zawieszeń. W wyniku niesprężystego zderzenia pocisku z wahadłem następuje przekazanie wahadłu momentu pędu pocisku. Na podstawie maksymalnego wychylenia wahadła z położenia równowagi możemy wnioskować o prędkości pocisku przed zderzeniem.

Użyte w ćwiczeniu wahadło balistyczne jest wahadłem torsyjnym. Jest nim bryła sztywna zawieszona na sprężystym drucie. Pod wpływem momentu siły zewnętrznej element sprężysty doznaje skręcenia proporcjonalnego do wielkości tego momentu. Po odchyleniu wahadła o kąt α od położenia równowagi wytwarza się nowy stan równowagi, w którym reakcja drutu zrównoważona jest przez moment siły zewnętrznej. Po zdjęciu sił zewnętrznych powstają wahania pod wpływem momentu sił sprężystych M zwracającego ciało zawsze ku położeniu równowagi

0x01 graphic

Współczynnik D jest momentem kierującym. Równanie ruchu wahadła ma postać

0x01 graphic

To równanie można zapisać także w następującej postaci

0x01 graphic

Rozwiązaniem tego równania spełniającym warunek zerowego wychylenia w chwili początkowej α(0)=0 jest funkcja

0x01 graphic

gdzie:

0x01 graphic
jest częstością kołową drgań

Pocisk o masie m poruszający się z prędkością v uderza w wahadło w odległości r od osi obrotu i przekazuje moment pędu

0x01 graphic

ω0 - prędkość kątowa wahadła tuż po zderzeniu

Poszukiwana wartość prędkości pocisku przed zderzeniem wynosi:

0x01 graphic

Wszystkie wartości można zmierzyć poza momentem kierującym D, który wyznacza się mierząc i porównując okresy drgań wahadła dla różnych położeń mas (momentów bezwładności)

0x01 graphic

Otrzymujemy wzór na moment kierujący D:

0x01 graphic

Po podstawieniu tego wzoru do wzoru na v otrzymujemy ostateczny wzór na prędkość pocisku:

0x01 graphic

  1. Część praktyczna

Maksymalny kąt wychylenia wahadła α0=30o = 0,522[rad]

Lp.

R[m]

n

t[s]

T[s]

1

0,08

30

169,403

5,647

2

0,06

30

150,799

5,027

3

0,04

30

127,113

4,237

0x01 graphic

0x01 graphic

wartości stałe:

M - 200g = 0,2kg - masa ciężarka

m = 1,8142g = 0,0018142kg - masa pocisku

r - 12cm = 0,12m. - odległość uderzenia pocisku od środka obrotu wahadła

Obliczanie momentu kierującego D:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczanie prędkości pocisku:

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczanie błędu metodą różniczki zupełnej:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Wnioski

Prędkość pocisku (średnia) wyniosła 10,3804m/s, natomiast błąd pomiaru prędkości wynosi 4,066m/s. Tak duży błąd (ok. 39,2%) pomiaru prawdopodobnie spowodowany jest pominięciem przy obliczeniach masy tarczy w którą uderza pocisk, gdyż w naszym ćwiczeniu była na niej gruba warstwa plasteliny, przez co jej masa zdecydowanie się powiększyła. Poza tym na błąd pomiaru miała też wpływ dokładność odczytania kąta wychylenia wahadła.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
projekt badania doc
BADANI~2 (3) DOC
BADANIA DOC
BADANI~3 DOC
BADANI~1 (5) DOC
BADANI~3 (2) DOC
BADANI~1 (8) DOC
Zestaw doc opisowych do celów prawnych, Protokol badania KW
Badanie pacjenta urazowego doc Nieznany (2)
Microsoft Word BadaniaOperacyjne liniowe doc i
Zestaw doc opisowych do celów prawnych Protokol badania KW
Doc, Badania chemiczne, Microsoft Word - informator dla kandydata.doc
badanie neurologiczne doc Krzystanek
Badanie instalacji niskiego napięcia.DOC, POLITECHNIKA LUBELSKA w Lublinie
Zestaw doc opisowych do celów prawnych, h Protokol badania KW , Wzór protokołu badania KW:
badanie pradnicy szeregowo bocznikowej prądu stałego doc x
Zestaw doc opisowych do celów prawnych, Protokol badania KW

więcej podobnych podstron