Файл: Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения всех специальностей.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 142
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
r от положения равновесия.
Момент силы в этом случае равен
Из соотношений (2), (2') и (4) получим расчетные формулы
Рисунок 10.1
Таким образом, чтобы определить момент импульса гироскопа необходимо измерить частоту его прецессии, когда груз массой m смещен на расстояние r от положения равновесия. Определив в эксперименте частоту T быстрого вращения гироскопа, можно затем по формуле (6) вычислить его главный момент инерции I.
10.2 Экспериментальная установкаГироскоп в установке FPM 10 представляет собой электродвигатель, к корпусу которого прикреплен рычаг с перемещаемым вдоль него грузом. Ротор двигателя, на валу которого закреплен инерционный диск, при подаче напряжения питания вращается вокруг собственной оси. Скоростью вращения управляют с помощью ручки потенциометра РЕГ.СКОРОСТИ, расположенной на лицевой панели блока управления и измерений. Встроенный стрелочный прибор показывает число оборотов n ротора в минуту. На лицевой панели размещены также клавишные выключатели СЕТЬ, СБРОС, СТОП и цифровые индикаторы, которые высвечивают длительность t промежутка времени (в мс) между двумя последовательными нажатиями клавиши СБРОС и СТОП, и величину угла прецессии (поворота) гироскопа за это время. 10.3 Проведение эксперимента10.3.1 Выравнять прибор и включить его в сеть. 10.3.2 Перемещением груза вдоль рычага добиться равновесия гироскопа, рычаг при этом устанавливается горизонтально. 10.3.3 Ручкой РЕГ. СКОРОСТИ включить питание электродвигателя и установить скорость его оборотов в пределах 5000-7000 об мин. 10.3.4 Переместить груз из равновесного положения на расстояние r = (1,52,5)см вправо (знак "+") или влево (знак " "), что вызовет прецессию гироскопа в одну, либо другую сторону. Нажать клавишу СБРОС. 10.3.5 После поворота оси гироскопа на угол не менее 50
0, нажать клавишу СТОП, считать показания прибора и записать их в таблицу 10.1.
Таблица 10.1
10.3.6 Не меняя скорости оборотов электродвигателя, повторить не менее трех раз измерения (п. 4 и 5) при другом значении r.
10.4 Обработка результатов10.4.1 Выразить угол поворота в радианах и вычислить затем угловую скорость прецессии по формуле
10.4.2 Выразить n числом оборотов в секунду и затем вычислить угловую скорость быстрого вращения по формуле
10.4.3 Вычислить момент импульса гироскопа по формуле (5).
10.4.4 Вычислить момент инерции ротора с диском по формуле (6).
10.4.5 Вычислить среднее значение <L> и <I> и оценить их случайные погрешности L и I для доверительной вероятности P=0,95.
10.5 Контрольные вопросы
10.5.1 Какими свойствами обладает гироскоп?
10.5.2 При каких условиях наблюдается вынужденная прецессия гироскопа?
10.5.3 От чего зависит величина угловой скорости прецессии?
10.5.4 От чего зависит величина момента импульса L гироскопа?
Список литературы
1.Зайдель А.Л. Ошибки измерений физических величин. - Л.: Наука, 1974.
2. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В.Обработка результатов наблюдений. - М.: Наука, 1970.
3. Савельев И.В. Курс физики.- М.: Наука, 1989. - т. 1.
4. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высш. шк., 2002.
5. Трофимова Т.И. Курс физики. - М. : Высш. шк., 2002.
6. Иродов И.Е. Основные законы механики. - М.: Физматлит., 2000.
Содержание
Введение
1 Статистическая обработка результатов измерений
2 Лабораторная работа ММФ – 1. Измерительный практикум
3 Лабораторная работа ММФ – 2. Изучение законов кинематики и динамики на машине Атвуда
4 Лабораторная работа ММФ – 3. Определение коэффициента трения качения методом наклонного маятника
5 Лабораторная работа ММФ – 4. Изучение законов сохранения импульса и энергии при ударе
6 Лабораторная работа ММФ – 5. Определение момента инерции маятника Максвелла
7 Лабораторная работа ММФ – 6. Определение момента инерции твердых тел с помощью крутильных колебаний
8 Лабораторная работа ММФ – 7. Определение скорости полета снаряда на баллистическом крутильном маятнике
9 Лабораторная работа ММФ – 8. Определение скорости полета снаряда на баллистическом крутильном маятнике
10 Лабораторная работа ММФ – 9. Изучение гироскопического эффекта
Список литературы
Момент силы в этом случае равен
| | M = rmg. | (4) |
Из соотношений (2), (2') и (4) получим расчетные формулы
| |  | (5) |
| |  | (6) |
Рисунок 10.1
Таким образом, чтобы определить момент импульса гироскопа необходимо измерить частоту его прецессии, когда груз массой m смещен на расстояние r от положения равновесия. Определив в эксперименте частоту T быстрого вращения гироскопа, можно затем по формуле (6) вычислить его главный момент инерции I.
10.2 Экспериментальная установкаГироскоп в установке FPM 10 представляет собой электродвигатель, к корпусу которого прикреплен рычаг с перемещаемым вдоль него грузом. Ротор двигателя, на валу которого закреплен инерционный диск, при подаче напряжения питания вращается вокруг собственной оси. Скоростью вращения управляют с помощью ручки потенциометра РЕГ.СКОРОСТИ, расположенной на лицевой панели блока управления и измерений. Встроенный стрелочный прибор показывает число оборотов n ротора в минуту. На лицевой панели размещены также клавишные выключатели СЕТЬ, СБРОС, СТОП и цифровые индикаторы, которые высвечивают длительность t промежутка времени (в мс) между двумя последовательными нажатиями клавиши СБРОС и СТОП, и величину угла прецессии (поворота) гироскопа за это время. 10.3 Проведение эксперимента10.3.1 Выравнять прибор и включить его в сеть. 10.3.2 Перемещением груза вдоль рычага добиться равновесия гироскопа, рычаг при этом устанавливается горизонтально. 10.3.3 Ручкой РЕГ. СКОРОСТИ включить питание электродвигателя и установить скорость его оборотов в пределах 5000-7000 об мин. 10.3.4 Переместить груз из равновесного положения на расстояние r = (1,52,5)см вправо (знак "+") или влево (знак " "), что вызовет прецессию гироскопа в одну, либо другую сторону. Нажать клавишу СБРОС. 10.3.5 После поворота оси гироскопа на угол не менее 50
0, нажать клавишу СТОП, считать показания прибора и записать их в таблицу 10.1.
Таблица 10.1
| № | n, обмин | , град | t, c | , c-1 | r, м | , c-1 | L, кг·м2/c | <L>, кг · м2/c | I, кг · м2 | <I>, кг · м2 |
10.3.6 Не меняя скорости оборотов электродвигателя, повторить не менее трех раз измерения (п. 4 и 5) при другом значении r.
10.4 Обработка результатов10.4.1 Выразить угол поворота в радианах и вычислить затем угловую скорость прецессии по формуле
| | = /t. | (7) |
10.4.2 Выразить n числом оборотов в секунду и затем вычислить угловую скорость быстрого вращения по формуле
| | = 2·n. | (8) |
10.4.3 Вычислить момент импульса гироскопа по формуле (5).
10.4.4 Вычислить момент инерции ротора с диском по формуле (6).
10.4.5 Вычислить среднее значение <L> и <I> и оценить их случайные погрешности L и I для доверительной вероятности P=0,95.
10.5 Контрольные вопросы
10.5.1 Какими свойствами обладает гироскоп?
10.5.2 При каких условиях наблюдается вынужденная прецессия гироскопа?
10.5.3 От чего зависит величина угловой скорости прецессии?
10.5.4 От чего зависит величина момента импульса L гироскопа?
Список литературы
1.Зайдель А.Л. Ошибки измерений физических величин. - Л.: Наука, 1974.
2. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В.Обработка результатов наблюдений. - М.: Наука, 1970.
3. Савельев И.В. Курс физики.- М.: Наука, 1989. - т. 1.
4. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высш. шк., 2002.
5. Трофимова Т.И. Курс физики. - М. : Высш. шк., 2002.
6. Иродов И.Е. Основные законы механики. - М.: Физматлит., 2000.
Содержание
Введение
1 Статистическая обработка результатов измерений
2 Лабораторная работа ММФ – 1. Измерительный практикум
3 Лабораторная работа ММФ – 2. Изучение законов кинематики и динамики на машине Атвуда
4 Лабораторная работа ММФ – 3. Определение коэффициента трения качения методом наклонного маятника
5 Лабораторная работа ММФ – 4. Изучение законов сохранения импульса и энергии при ударе
6 Лабораторная работа ММФ – 5. Определение момента инерции маятника Максвелла
7 Лабораторная работа ММФ – 6. Определение момента инерции твердых тел с помощью крутильных колебаний
8 Лабораторная работа ММФ – 7. Определение скорости полета снаряда на баллистическом крутильном маятнике
9 Лабораторная работа ММФ – 8. Определение скорости полета снаряда на баллистическом крутильном маятнике
10 Лабораторная работа ММФ – 9. Изучение гироскопического эффекта
Список литературы