Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Описание лабораторной установки



Лабораторная установка состоит из махового колеса со шкивом радиусом , груза массой , соединенного со шкивом при помощи шнура, отчетной линейки и секундомера. На шкив махового колеса наматывается шнур, к концу которого крепится груз. Масса груза m может быть уменьшена путем отделения его нижней части. Для удобства отсчёта высоты поднятия груза шнур перебрасывается через вращающийся цилиндр. Под действием силы тяжести груз опускается, приводя в движение маховое колесо (рис. 1).

Теоретическое описание работы

Маховое колесо приводится во вращение грузом, прикрепленным к шнуру, который наматывается на шкив махового колеса. Когда груз находится на высоте , он обладает потенциальной энергией . В результате движения груза до полного разматывания шнура потенциальная энергия расходуется на преодоление силы трения в опоре колеса и на увеличение кинетической энергии поступательного движения груза и вращательного движения махового колеса. Согласно закону сохранения энергии:

, (1)

Рис.1
где J-момент инерции махового колеса, -угловая скорость вращения махового колеса, - скорость движения груза, - сила трения в опоре, - масса груза.

Силу трения в опоре махового колеса вычисляем также на основании закона сохранения энергии, зная высоту , на которую поднимается груз после полного разматывания шнура,

, (2)

где в левой части уравнения разность потенциальных энергий груза на высоте и , в правой части - работа, затраченная на преодоление силы трения в опоре. Из (2) находим силу трения

. (3)

Учитывая, что движение груза равноускоренное, его скорость в момент полного разматывания будет равна , где - время разматывания груза,

- ускорение, с которым движется груз. Принимая во внимание, что высота, с которой опускается груз без начальной скорости, определяется получим для скорости груза . Подставляя полученные выражения для силы трения в опоре, скорости груза на нулевой высоте и угловой скорости ( - радиус шкива) в соотношение (I), после соответствующих преобразований получим выражение для момента инерции махового колеса

. (4)

Следует запомнить, что рабочая формула для определения момента инерции махового колеса получается на основании закона сохранения механической энергии.

Выражение (4) является рабочей формулой в данной работе.

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.