LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

Wyznaczenie energii mechanicznej w ruchu płaskim

6

Arkusz sprawozdania

Imię i nazwisko Jan Pańka	Data wykonywania ćwiczenia ………………..	Uwagi
Rok grupa MCHT1	Data oddania sprawozdania ………………..
	Data oceny ………………..	Ocena

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

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]
0,120	0,0639	0,0187

3. Wyznacz analitycznie moment bezwładności tarczy

Moment bezwładności tarczy [kg m2]

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)
125	1024x512 [piksel]	192

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.

Przelicznik

[mm/piksel] 0,6561477

6. Na podstawie otrzymanych danych wyznacz w arkuszu kalkulacyjnym składowe vx i vy prędkości oraz moduł prędkości vs. Dla vx i vy 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 (ΔEm – różnice dla poszczególnych chwil czasowych). Czy są one zawsze bliskie zeru? Jeśli nie, zastanów się dlaczego.

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 ?

9. Narysuj przebieg vs(t)

10. Narysuj przebieg vs(x)

11. Wyznacz teoretycznie prędkość vs we wskazanych przez prowadzącego punktach. W tym celu wypełnij poniższą tabelę. Porównaj wyniki z wartościami prędkości uzyskanej doświadczalnie w tych

samych punktach.

x	Δh	vs teoretyczne	vs doświadczalne

12. Narysuj na jednym wykresie przebiegi Ep(t), Ek(t), Em(t) oraz linię poziomą Em(0).

13. Na jednym wykresie narysuj wykres ΔEm (t) oraz teoretyczny przebieg tej zależności.

14. Podsumowanie i wnioski

We wnioskach odnieś się do punktów od 8 do 13