Сабақ. «Максвелл маятник әдісі бойынша сақинаның инерция моментін анықтау»
жүктеу/скачать 87,72 Kb.
|
3 лаб. жұмыс Максвелл
|
Халықаралық білім беру корпорациясы «Физика» пәні ҚТИжМФ4 кредит 2- семестр 2022-2023 оқу жылы№3 Зертханалық сабақ. «Максвелл маятник әдісі бойынша сақинаның инерция моментін анықтау» Жұмыстың мақсаты: Максвелл маятнигінің көмегімен металды сақинаның инерция моментін өлшеу. Құрал-жабдықтар: сақинаның инерция моментін анықтау үшін лабораториялық қондырғы (Максвелл маятнигі). ЖҰМЫСТЫҢ ҚЫСҚАША ТЕОРИЯСЫ Максвелл маятнигі жіпке ілінген диск болып саналады. Дискінің осьіне жіп оралған (3.1-сурет). Масса центріне қатысты маятниктің қозғалыс теңдеуі келесі түрде болады: , (3.1) мұндағы –жіп оралған диск осьінің радиусы, – осьпен салыстырғандағы барлық жүйенің инерция моменті, - жіптің керілу күші. ескеріп -ға байланысты (9.1) теңдеулер жүйесін шығарамыз да келесі формуланы аламыз: (3.2) (3.3) Маятник динамикасын бақылайық. Дискінің үдеуі тұрақты және ылғи төмен бағытталған. Неғұрлым центрлік инерция моменті көп болса, оның шамасы сонша аз болады. Инерция моменті жеткілікті үлкен болғанда дискінің үдеуі соғұрлым аз болады. Шекте үдеу ұмтылады, ал диск еркін дене сияқты түседі. жіптің керілу күші кері ретте өзгереді: инерция моменті үлкен болған сайын, яғни үдеуі кіші, керілу күші үлкен болады. керілу күші бұл айқын, сондықтан диск жіпте, жай ілініп тұр. ұмтылғанда керілу күші . Бұл жағдайда диск еркін түседі, сондықтан да жіпте ешқандай керілу сезілмейді. (3.1) теңдеуі және (3.2), (3.3)-тің шығарылуы жіпті диск осьінің бір жағынан екінші жағына ауыстырғанда астыңғы өлі нүктедегі тәртібін сипаттамайды. Диск бұрынғы бағытта айналуда, бірақ енді жіп диск осінен тарқатылмайды, керісінше оратылады. Оратылу үшін (3.1) қозғалыс теңдеуі және (3.2), (3.3) шығарылуы дұрыс. Жіпті орау процесінде диск көтеріледі және оның кинетикалық энергиясы потенциалды энергияға айналады, көтерілу жылдамдығы азаяды. Төменгі өлі нүктеде жіпті ауыстыру уақыты кезінде жылдамдық бағатының керіге өзгеруі жүреді. Сондықтан бұл уақытта дискінің масса центрі үлкен үдеуде болады. Ньютонның III-заңы бойынша бұл жіптің үлкен керілуіне әкеп соқтырады. Дискінің осіне оралған жіптің ұзындығы -ге тең болсын. Жіпті тарқатқанда диск биіктіктен төменгі өлі нүктеге түседі. Жіптің тарқатылу процесінде диск тыныштық күйінен ілгерілмелі қозғала отырып төменгі өлі нүктеде жылдамдыққа ие және айналмалы сол нүктеде жылдамдықты иеленеді. Энергияның сақталу заңына сүйеніп былай жаза аламыз: (3.4) мұндағы оң жақтағы қосынды дискінің толық кинетикалық энергиясы, оны ол биіктіктен түскенде иемденеді. (3.4)-тен маятниктің инерция моментін табу қиын емес. және ( ) ескерсек, онда келесіні аламыз: (3.5). жүктеу/скачать 87,72 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|