LABORATORIUM MECHANIKI EKSPERYMENTALNEJ

Wyznaczanie współczynnika restytucji

4

Arkusz sprawozdania

Imię i nazwisko Jan Pańka	Data wykonywania ćwiczenia ………………..	Uwagi
Rok grupa MCHT 1	Data oddania sprawozdania ………………..
	Data oceny ………………..	Ocena

1. Naszkicuj stanowisko i schemat blokowy toru pomiarowego

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	Brąz	stal
Masa	0,298 kg	0,278 kg

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

4. Wyznacz odległość h1 i h2 środków masy wahadeł od osi obrotu

Miejsce na szkice i obliczenia

Materiał 1: 159,4mm - 40mm - 13,17mm = 106,23mm

Materiał 2: 158,3mm - 40mm - 13,17mm = 105,13mm

h1 [m]	0,10623
h2 [m]	0,10513

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]	128
Liczba próbek	2048

6. Wyznacz średni okres wahań

Okres ruchu wahadła 1 T1 [s]	0,696s
Okres ruchu wahadła 2 T2 [s]	0,727s

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

ΔTo1 – wahadło 1 [s]
ΔTo2 – 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/s2.

I1 [kg m2]	0,003807
I2 [kg m2]	0,003834

Wyznacz współczynnik restytucji. W tym celu wykonaj następujące kroki.

9. Dla 8 różnych wartości 0 (odczytanej orientacyjnie) dokonaj rejestracji przebiegu zderzenia. Zapisz parametry akwizycji sygnału (takie same dla każdej próby).

Częstotliwość próbkowania [Hz]	2048
Liczba próbek	4096

Lp.	0 [o]	Nazwa pliku z rejestracją
1	20	20b.txt
2	25	25b.txt
3	30	30b.txt
4	35	35b.txt
5	40	40b.txt
6	45	45b.txt
7	50	50b.txt
8	55	55b.txt
9	60	60b.txt

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..

11. Na podstawie otrzymanych rejestracji i dokonując odpowiednich obliczeń wypełnij poniższą tabelę. Kąty αo i max określ z zarejestrowanego przebiegu. Dodatkowo wyznacz prędkość liniową V1 z jaką bijak uderza w nieruchome wahadło 2.

Lp.	0 [o]	max [o]	ω1 [rad/s]	V1[m/s]	ω2 [rad/s]	R [.]
1	20	18,25	3,1352	0,3840	2,7412	0,7826
2	25	22,82	3,9278	0,4787	3,4195	0,7840 778
3	30	27,04	4,6730	0,5742	4,0410	0,7630
4	35	31,61	5,4292	0,66500	4,7078	0,7679
5	40	35,65	6,1752	0,7564	5,2911	0,4169
6	45	36,65	6,9093	0,8464	5,3916	0,5909
7	50	41,27	7,6304	0,9347	6,0912	0,6276
8	55	45,49	8,3369	1,0212	6,6830	0,6343
9	60	50341	9,0275	1,1058	7,3610	0,6624

12. Wyznacz średni współczynnik restytucji dla przyjętej pary materiałów.

Średnie R [.] 0,7066

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.

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

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 o. Aby wyznaczyć średnią wartość

siły przybliż S1 i S2 prostokątami o odpowiedniej powierzchni.

F1(αo) i F(αo)

16. Podsumowanie i wnioski

03/2009 Strona 7 z 7