Politechnika Śląska
Wydział Mechaniczny Technologiczny
Kierunek: Mechanika I Budowa Maszyn
Semestr: 2
Grupa: 4
LABORATORIUM Z MECHANIKI
TEMAT:
Badanie zjawisk żyroskopowych.
Wykonali:
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:
silnik elektryczny
tarcza o symetrii obrotowej
podpory
dźwignia z naniesioną skalą metryczną
przesuwny obciążnik
tarcza z naniesioną skalą metryczną
wskaźnik
czujnik fotoelektryczny do odczytu czasu obrotu żyroskopu o kąt Ψ
czujnik fotoelektryczny do odczytu prędkości obrotowej silnika.
WYNIKI POMIARÓW I OBLICZENIA
Otrzymane wyniki pomiarów:
Lp. |
|
Δx [m] |
|
|
|
1 |
837,76 |
0,025 |
30 |
0,523599 |
39,383 |
2 |
837,76 |
0,045 |
30 |
0,523599 |
14,877 |
3 |
837,76 |
0,015 |
30 |
0,523599 |
22,439 |
4 |
837,76 |
0,035 |
30 |
0,523599 |
13,868 |
Obliczenia:
Obliczamy prędkość precesji
[rad/s]:
Następnie wyznaczamy kręt K, korzystając z zależności:
Znając kręt możemy wyznaczyć wartość momentu bezwładności żyroskopu I:
Poniższa tabela przedstawia otrzymane wyniki:
Lp. |
|
ω2 [rad/s] |
K |
I [kgm2] |
1 |
837,76 |
0,013295 |
6,73311 |
0,008037 |
2 |
837,76 |
0,035195 |
4,578162 |
0,005465 |
3 |
837,76 |
0,023334 |
2,301749 |
0,002748 |
4 |
837,76 |
0,037755 |
3,319369 |
0,003962 |
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.
Załączony wykres przedstawia zależność ω2=ω2(Δx)