-лабораториялық жұмыс. FRM-07 Көлбеу маятниктің көмегімен домалау үйкеліс коэффициентін анықтау

11.2. Жұмысты орындауға жіберілу үшін студенттердің білуге тиісті сұрақтары

а) Көлбеу маятник (FRM-07) қондырғысының құрылысы және оның жұмыс істеу принципі.

б) Фотодатчик қандай жұмыс атқарады?

в) Бұрыштың градустың және радиандық өлшемдерінің арасындағы байланыс қандай?

г) Эксперимент жасау арқылы қандай физикалық шаманы есептеп шығару керек? Оның формуласын жазып беріңіз.

11.4. Қондырғының жұмыс істеу принципі

Зерттелетін металл шарлар көлбеу жазықтықта тербеліс жасайды, оны фотоэлектрлік датчик арқылы есептейді. Домалау үйкелісінің әсерінен тербеліс саны өскен сайын ауытқу мәні азаятын болады. Бастапқы және n тербеліс жасағаннан кейінгі шардың тепе-теңдік қалыптан ауытқу шамасын әр түрлі көлбеулік бұрыш үшін анықтау арқылы домалау үйкелісін табамыз. Көлбеулік бұрыш мәні артқан сайын п тербелістен кейінгі ауытқу мәні азайып отырады.

11.5. Қондырғыны жұмысқа дайындау

11.5.1. Қондырғының вертикаль тұруын төрт винтті аяқтарын бұрау арқылы жүзеге асырамыз.

11.5.2. Зерттелетін металл шарды жіп арқылы колонкаға ілеміз.

11.5.3. "Сеть" түймешігін басып, электр желісіне қосамыз.

11.5.4. "Пуск" түймешігін басып, миллисекундомермен фотоэлектрлік датчиктің жұмыс істеп тұрғанын тексереміз.

11.5.5. "Сброс" түймешігін басып, индикаторды " ноль" көрсететіндігін тексереміз.

11.6. Теориядан қысқаша мағлұматтар

Тәжірибе бойынша барлық денелер горизонт бойымен басқа бір дененің бетімен қозғалып, ешқандай күш әсер етпесе белгілі бір уақыт өткеннен кейін бірте-бірте қозғалысы баяулап барып тоқтайды. Механикалық көзқараспен қозғалысқа кері бағытталған бір күш бар екендігін көреміз. Ол үйкеліс күші- кедергікүш, қозғалыстың бағытына қарама-қарсы және түйісу бетіне жанама бойымен бағытталған.

Үйкеліс күші екіге бөлінеді: сыртқы (құрғақ) үйкеліс күші және ішкі (сұйық тұтқырлық) үйкеліс күші.

Сыртқы үйкеліс күші екі дененің жанасатын беттерінің салыстырмалы қозғалысы кезінде пайда болады. Үйкеліс тыныштықта да болады, яғни өзара қозғалмаған жағдайда. Оны тыныштық үйкеліс күші деп атайды. Сол қозғалыстың түріне байланысты сырғанау және домалау жайында айтуға болады. Сыртқы үйкеліс жанасатын беттің кедір-бұдырлығына байланысты. Көптеген физикалық тәжірибелердің негізінде мынадай заңдылықтың бар екендігі анықталынды: сырғанау үйкеліс күші нормаль қысым күшіне тура пропорционал

Домалаған дененің және үйкелетін бетінің деформациясын есепке алып, домалау кезіндегі үйкелісті түсіндіруге болады. Егер дөңгелек жермен салыстырғанда тыныштықта тұрса, онда дөңгелекке салмақ пен реакция күші әсер етеді. Бұл реакция күші дөңгелек элементіне әсер еткен реакция күшінің қорытындысы болып келеді. Тең әсерлі N күшіміз вертикаль бағытты алып, ось арқылы өтеді. Бұл жағдайда салмақ күшімен реакция күші бір-бірімен теңеріліп, мынаған тең болады

Домалауы кезінде нормаль қысым күші N дөңгелек осі арқылы өтпейді. Сондықтан, ауырлық центріне қарағанда күш моменті пайда болады, сол себептен дөңгелектің айналуын тудыртады. Сонымен Р және N күшінің әсері құраушыны тудыртады. Бұны домалау кездегі кедергі күші деп атайды.

мұндағы - домалау үйкеліс коэффициенті, ол ұзындықтың өлшем бірлігімен өлшенеді, R-домалайтын дененің радиусы.

Домалау кезіндегі пайда болған кедергі күш нормаль қысым күшіне тура пропорционал. Сонымен домалау кездегі кедергі күш үшін үйкелістің негізгі заңы орындалады. Сондықтан оны домалау үйкеліс күші деп атаған. Жіпке ілінген шар көлбеу бетімен түйіседі, оның көлбеулік бұрышы .

Ауырлық күшінің нормаль құраушысы нормаль қысым күшін тудыртады.

Мұндағы (6),

ал (8)
(7) мен (8)-дің мәндерін (6)-ға қойсақ, онда


Осыдан (10)
Мұндағы

Ал жүрген жол маятниктің ұзындығына L және ауытқудың орташа бұрышына және тербеліс саны n - ге байланысты

Осыдан домалау үйкелісінің коэффициенті ;

10.7.1. Қондырғының вертикалдығын тексеру.

10.7.2. Ток көзіне қосып, істейтінін тексеру.

10.7.3. Фотодатчиктің жарық сәулесін шардың тұтқасы қиятындығын тексеру.

10.7.4. Шардың радиусын өлшеу (мм).

10.7.5. Қондырғының шалқаятын иінін кезекпен 30 ,45 ,және 60 -қа шалқайтып қою.

10.7.6. Әр бір шалқаю бұрышы үшін шарды тепе-теңдік күйінен 4 -5 -қа ауытқытып -ді радиан өлшеуінде жазып алу.

10.7.7. n=10 тербелістен кейінгі -бұрышты өлшеп онда радиан өлшемінде жазу.

10.7.8. Табылған мәндерді (14) формулаға қойып домалау үйкеліс коэффицентін және тербеліс периодын анықтаңдар.

10.7.9. Өлшеуді бірнеше рет қайталап, оның дәлдігін анықтаңдау.

10.8. Бақылау сұрақтары

а) Үйкеліс күші қалай пайда болады?

б) Домалау үйкелісінің сырғанау үйкелісінен айырмашылығы неде?

в)Жұмыс формуласын қорытып шығарыңыздар.

Г)Ұсынылатын әдебиеттер: [26,27], [20],129-137.