1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest określenie masowego momentu bezwładności korbowodu metodą doświadczalną. Moment bezwładności określa się względem osi równoległej do osi otworów, która przechodzi przez środek masy.

1. Przebieg ćwiczenia:

   1. Schemat stanowiska pomiarowego:

Korbowód zawieszony jest na pionowych podporach połączonych pryzmą. Pryzmę można odłączać od konstrukcji przyrządu pomiarowego, co pozwala na zawieszenie badanego korbowodu i dokonanie pomiaru w punktach zawieszenia A i B. Cała konstrukcja tworzy wahadło fizyczne.

1. Parametry korbowodu:

Wyniki pomiarów

lp.	tA	tB	l	m
	[s]	[s]	[m]	[kg]
1	43,80	39,20	0,2290	1,361
2	44,40	39,00	0,2291	1,360
3	44,20	39,20	0,2291	1,362
średnia	44,13	39,13	0,229	1,361

1. Obliczenie średniego czasu 50 wahnięć korbowodu zawieszonego w punkcie A oraz B, średniej masy oraz średniej długości korbowodu:

$$t_{A} = \frac{43,8 + 44,40 + 44,20}{3} = 44,13s$$

$$t_{B} = \frac{39,2 + 39 + 39,2}{3} = 39,13s$$

$$m = \frac{1,361 + 1,360 + 1,362}{3} = 1,361kg$$

$$l = \frac{0,2290 + 0,2291 + 0,2291}{3} = 0,229m$$

1. Obliczenie okresu drgań:

$$T_{A} = \frac{t_{A}}{50} = \frac{44,13}{50} = 0,8826s$$

$$T_{B} = \frac{t_{B}}{50} = \frac{39,13}{50} = 0,7826s$$

1. Obliczenie odległości „a” pomiędzy osiami przechodzącymi przez środek masy i punkt zawieszenia:

Dla zawieszenia w pkt. A

$$a = \frac{gT_{B}^{2} - 4\pi^{2}l}{g\left( T_{A}^{2} + T_{B}^{2} \right) - 8\pi^{2}l}l = \frac{9,81 \bullet {0,7826}^{2} - 4\pi^{2} \bullet 0,229}{9,81 \bullet \left( {0,8826}^{2} + {0,7826}^{2} \right) - 8\pi^{2} \bullet 0,229} \bullet 0,229 = 0,16m$$

Dla zawieszenia w pkt. B

l − a = 0, 229 − 0, 160 = 0, 069m

1. Obliczenie momentu przy pomocy twierdzenia Steinera (przyjmując punkt A oraz B).

Wcześniej obliczamy momentu bezwładności korbowodu podwieszonego w punkcie A, a następnie B, względem osi zawieszenia:

2.7 Analiza błędów:

Dla obu przypadków (pkt. A i B)

Wyniki obliczeń:

tA = 44,13 s	tB = 39,13 s		a = 0,16m	IA = 0,042kg*m^2	IB = 0,014 kg*m^2
TA = 0,8826s	∆TA =0,004 s
TB = 0,7826s	∆TB =0,004 s			ISA = ISB =0,0072 kg*m^2
l = 0,229 m	∆l = 0,00005 m			∆IS = 0,000169
m = 1,361kg	∆m = 0,001 kg			= 2,73 %

1. Wnioski:

Dzięki precyzyjnemu pomiarowi 50 wahnięć wahadła, otrzymaliśmy identyczny moment w przypadku zawieszenia korbowodu w punkcie A jak i B. Z tego wynika bardzo mały błąd bezwzględny i względny. W pomiarze trzeba było zwrócić szczególną uwagę, by otwory korbowodu były prostopadłe do pryzmy. Ewentualne błędy wynikają prawdopodobnie brakiem zachowania tego warunku.