Nr ćwiczenia: 2 |
Data wykonania: 25.06.2012
|
Imię, Nazwisko: Bartosz Minta |
PWSZ w Kaliszu 2011/2012 |
Kierunek: MBM niest. grupa lab. 1 |
Nr zespołu: 2 |
Temat ćwiczenia: Wyznaczenie parametrów ruchu obrotowego bryły sztywnej. |
Prowadzący: Dr. inż. Justyna Barańska |
Przygotowanie: |
Opracowanie: |
Ocena ostateczna: |
Wstęp teoretyczny:
Druga zasada dynamiki dla ruchu obrotowego - Moment siły działającej na bryłę sztywną jest równy iloczynowi momentów bezwładności I tej bryły I jej przyspieszenia kątowego α.
Moment bezwładności - punkt materialnego A względem osi jest iloczyn masy tego punktu m i kwadratu jego odległości d od osi. Moment bezwładności ciała sztywnego jest miarą jego bezwładności w ruchu obrotowym, podobnie jak masa punktu materialnego jest miarą jego bezwładności w ruchu postępowym.
moment bezwładności danego ciała można wyrazić także wzorem
Twierdzenie Steinera - moment bezwładności I ciała względem dowolnej osi obrotu nie przechodzącej przez jego środek masy jest większy od momentu bezwładności I względem osi równoległej przechodzącej przez środek masy ciała o iloczyn masy ciała m i kwadratu odległości d między obiema osiami.
Moment siły - jeśli na ciało nie działa żaden moment siły to moment pedu tego ciała jest stały ( ciało obraca się ze stałą prędkością kątową ).
Tabela pomiarowa:
Elementów tworzących wybraną bryłę (Wahadło):
Rodzaj pomiaru |
Jednostki |
Pręt |
Walec boczny |
Walec środkowy |
Długość [l] |
[m] |
0,019 |
- |
- |
Średnica [d] |
[m] |
0,06 |
0,0394 |
0,03 |
Wysokość [h] |
[m] |
- |
0,015 |
0,05 |
Masa [m] |
[kg] |
- |
0,148 |
- |
Dla 3 obciążników (0,151 kg):
Rodzaj pomiaru |
Jednostki |
Pomiar 1 |
Pomiar 2 |
Pomiar 3 |
Pomiar 4 |
Pomiar 5 |
Odległość |
[m] |
0,18 |
0,13 |
0,1 |
0,08 |
0,06 |
Czas |
[s] |
10,83 |
8,18 |
6,57 |
5,61 |
5,01 |
Dokładność przyrządów pomiarowych:
Suwmiarka [0,05 mm]
Stoper [0,01 s]
Waga [0,1 g]
Obliczenia:
Dla walca bocznego:
Promień R:
Gęstość V:
Moment bezwładności I:
Dla walca środkowego:
Masa m:
Moment bezwładności I:
Dla pręta:
Masa m:
Moment bezwładności I:
Dla wszystkich brył biorących udział w ruchu:
Moment bezwładności I:
Moment siły M:
Przyspieszenie kątowe:
Moment siły obliczony z II ZD:
Regresja liniowa:
Obliczenia dla regresji liniowej |
||
Lp. |
d2(x) |
t2(y) |
|
[m2] |
[s2] |
1 |
0,0324 |
117,28 |
2 |
0,0169 |
66,91 |
3 |
0,01 |
43,16 |
4 |
0,0064 |
31,47 |
5 |
0,0036 |
25,10 |
Masa walców bocznych z regresji liniowej :
Moment bezwładności I0:
Rachunek błędów:
∆T=0,01[s] - dokładność stopera
∆l=0,001[m] - dokładność odczytu linijki
∆R=∆h=0,00005[m] - dokładność odczytu suwmiarki
∆m=0,0001 [kg] - dokładność odczytu wagi
Błąd Is:
Błąd Iw:
Błąd Ip:
Błąd Io:
Błąd I1
Zestawienie wyników:
Wnioski:
Celem ćwiczenia było sprawdzenie II Zasady Dynamiki Ruchu Obrotowego za pomocą wahadła Oberbecka. Na podstawie dokonanych pomiarów obliczyłem średni czas opadania dla każdego d. Otrzymany przeze mnie wynik wydaje się być obarczony błędem ( m.in. ze względu na mała dokładność pomiarów długości pręta - pomiar linijką).