Порядок выполнения эксперимента. Опыт 1, Изучение метода измерения угловой скорости

Опыт 1, Изучение метода измерения угловой скорости

вращения диска

1. На магнитный держатель подвесьте диск так, чтобы его поверхность была горизонтальна. Под диском установите индукционный движитель и подключите его к ЛАТРу. Фотодиод и лампочку оптодатчик соедините с соответствующими разъемом и клеммами измерителя скорости вращения.

2. На панели измерителя скорости вращения проводниками соедините выход I генератора импульсов со входом ключевого устройства, а выход последнего - со входом счетчика. Тумблер ключевого устройства переведите в положение "Авт".

3. Подайте на индукционный движитель переменное напряжение порядка 50 В и пронаблюдайте раскручивание диска. Счетчик должен через каждые Т = 4 с высвечивать число отверстий, прошедших оптодатчик за время τ = 2с.

4. Переключите вход ключевого устройства на выход II генератора. Что при этом изменилось (T = 8с, τ = 4с)?

5. Переведите тумблер ключевого устройства в нижнее положение. Теперь счетчик суммирует результаты измерений и для обнуления индикаторов необходимо использовать кнопку "Сброс".

Опыт 2. Торможение диска силами трения

1. Приготовьте в тетради следующую таблицу на 30 измерений.

№	Т	τ	n	ω	φ	ε
единицы измерения	с	с		рад/с	рад	рад/с^2
1...30

2. Сосчитайте количество отверстий N диска.

3. Подайте на индукционный движитель напряжение 100 – 150В и подождите, пока диск раскручивается.

4. Проверьте работу измерителя скорости вращения. Выход II генератора импульсов подключите к входу ключевого устройства, тумблер последнего переведите в положение "Авт".

5. Быстро выключите индукционный движитель и сразу же начните заносить результаты измерений (число сосчитанных импульсов п) в таблицу. Необходимо сделать около 30 измерений, пока диск почти полностью не остановится.

6. Пользуясь формулами (2), (3) и (6), вычислите угловую скорость, ускорение и угол поворота диска с начала отсчета времени.

7. В одной и той же системе координат постройте кривые φ = φ (t), ω = ω (t) и ε = ε (t).

Опыт 3. Торможение и разгон диска индукционным движителем

1. Подготовьте в тетради таблицу на 40 измерений, подобную приведенной выше, в которой время счета и индикации τ = 2с замените на τ = 4с.

2. Раскрутите диск с помощью индукционного движителя до некоторой скорости. Выход I генератора импульсов соедините с входом ключевого устройства. Убедитесь в правильной работе измерителя скорости вращения.

3. Сбросьте до нуля напряжение питания движителя и поверните его так, чтобы при включении он закручивал диск в другую сторону.

4. Подайте на движитель напряжение 100 В и сразу же начните заносить результаты измерений в таблицу. Диск должен медленно затормозиться, остановиться и затем начать вращаться в другую сторону.

По результатам каждого измерения вычислите угловую скорость и полный угол поворота диска с начала отсчета времени. При этом необходимо условиться, что при вращении диска в одну сторону (какую именно - выберите сами) угол поворота и угловая скорость положительны, и другую сторону – отрицательны.

6. В каждом опыте вычислите угловое ускорение диска.

7. На развернутом листе бумаги постройте графики φ = φ (t), ω = ω (t) и ε = ε (t)

8. Нарисуйте вращающийся диск и укажите направления векторов угловой скорости , момента сил , действующего на диск со стороны движителя, тормозящего момента и углового ускорения диска в проделанном вами опыте.

В выводе по работе на основе полученных кривых проанализируйте характер вращательного движения диска в обоих экспериментах и подробно объясните его.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется угловой скоростью, угловым ускорением? Каковы единицы измерения этих величин?

2. Почему через некоторое время после включения движителя вращение диска становится равномерным?

3. Укажите способы повышения точности измерения кинематических параметров вращающегося диска в условиях данной работы.

Выведите формулу для оценки погрешности измерения углового ускорения.

Дата добавления: 2015-07-08