Wydział Mechaniczny Technologiczny

Kierunek: Wychowanie Techniczne

Grupa :2

Semestr: 2

LABORATORIUM FIZYKI CIAŁA STAŁEGO

TEMAT:

Badanie zjawisk żyroskopowych

Sekcja nr 5 :

1. Czerwińska Małgorzata

2. Raczyński Grzegorz

3. Kaczor Arkadiusz

4. Pietraczyk Rafał

Badanie zjawisk żyroskopowych

CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zastosowaniem żyroskopu do badania zjawisk precesji bąka.

WSTĘP TEORETYCZNY:

ŻYROSKOP (giroskop), odpowiednio zawieszona, szybko wirująca wokół swojej osi bryła sztywna, np. krążek; przy dowolnych zwrotach obudowy oś obrotu ż. zachowuje stały kierunek w przestrzeni; zasadnicza część przyrządów żyroskopowych.

(def. Encyklopedia PWN).

Żyroskopem nazywamy wirnik wykonujący szybki ruch obrotowy dookoła osi symetrii, która może obracać się wokół jakiejś innej osi.

Schemat stanowiska pomiarowego:

1. silnik elektryczny

2. tarcza o symetrii obrotowej

3. podpory

4. dźwignia z naniesioną skalą metryczną

5. przesuwny obciążnik

6. tarcza z naniesioną skalą metryczną

7. wskaźnik

8. czujnik fotoelektryczny do odczytu czasu obrotu żyroskopu o kąt Ψ

9. czujnik fotoelektryczny do odczytu prędkości obrotowej silnika.

WYNIKI POMIARÓW I OBLICZENIA

Otrzymane wyniki pomiarów:

Lp.		Δx [m]
1	837,76	0,02	30	0,523599	36,15
2	837,76	0,04	30	0,523599	16,73
3	837,76	-0,02	30	0,523599	34,5
4	837,76	-0,04	30	0,523599	14
5	837,76	-0,06	30	0,523599	9,85

Obliczenia:

Obliczamy prędkość precesji
[rad/s]:

[rad/s]

Kolejne obliczone w sposób analogiczny wartości zamieszczone są w tabeli poniżej.

Następnie wyznaczamy kręt K, korzystając z zależności:

Kolejne obliczone w sposób analogiczny wartości zamieszczone są w tabeli poniżej.

Znając kręt możemy wyznaczyć wartość momentu bezwładności żyroskopu I:

Kolejne obliczone w sposób analogiczny wartości zamieszczone są w tabeli poniżej.

Poniższa tabela przedstawia otrzymane wyniki:

Lp.		ω2 [rad/s]	K	I [kgm^2]
1	837,76	0,014484	4,944263	0,005902
2	837,76	0,031297	4,576349	0,005463
3	837,76	0,015177	-4,71859	-0,00563
4	837,76	0,0374	-3,82958	-0,00457
5	837,76	0,053157	-4,04158	-0,00482

Wnioski:

Ćwiczenie pozwoliło nam zapoznać się z żyroskopem i pomiarem krętu K i momentu bezwładności I żyroskopu.

Gdy ciężarek przesuwamy w prawo od położenia równowagi moment bezwładności żyroskopu wzrasta, zaś jeśli przesuwamy go w lewo od położenia równowagi moment ten maleje. Prędkość precesji również zależy od położenia ciężarka.

Z liniowości otrzymanego wykresu wnioslujemy, że pomiary nie są obarczone nadmiernymi błędami.

Załączony wykres przedstawia zależność ω2=ω2(Δx)

---