ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ГИРОСКОПА

Цель работы: ознакомится на практике с теорией гироскопа. Исследование зависимости прецессии гироскопа от частоты вращения и величины приложенной силы.

Оборудование. Установка для исследования свойств гироскопа.

Расчетные формулы

В декартовой системе координат движение гироскопа описывают следующим уравнением:

(19.1)

где М_х и М_у составляющие моменты внешних сил, Н - кинетический момент гироскопа (вращающий момент ротора двигателя с диском), - угловая скорость прецессии, угловая скорость вдоль оси у.

(19.2)

где J_z- момент инерции двигателя и диска, w-угловая скорость двигателя.

Для упрощения принимаем М=0.

По формуле (19.2) определяется момент инерции J_z ротора двигателя и диска для произвольной угловой скорости /w/ ротора двигателя на основании известной величины М_х.

Перечень механических подузлов гироскопа ГРМ-10 /рис.19.1/

12-грузик с винтом

Р1- регулятор частоты оборотов гироскопа

11- рычаг (плечо груза) с линейкой

14-поворостный подъем

15-передняя панель гироскопа

Упражнение 1.

Подготовка гироскопа к работе. Определение угла прецессии и расчет скорости прецессии гироскопа.

Проверить заземление прибора.

2. Проверить выравнивание прибора.

3. Подключить прибор к сети, нажать клавишу (сеть).

4. При помощи перемещаемого груза установить рычаг гироскопа перпендикулярно вертикальной оси.

5. Включить питание двигателя. Отрегулировать обороты двигателя на около 6000 об/мин.

6. Переместить груз на 2 см влево или вправо.

7. Нажать кнопку /сброс/.

8. После поворота гироскопа на угол не менее 30⁰ нажать кнопку /стоп/.

9. Вычислить угловую скорость прецессии гироскопа .

10. Повторить измерения на данной частоте не менее трех раз. Результат занести в таблицу.

Таблица 19.1

№ п/п	wоб/мин	t., с	a, рад	Dl, м	, рад/с	, рад/с	e %
Ср. зн.

Вывод.

Упражнение 2. Исследование зависимости прецессии гироскопа от частоты вращения. Построение графика зависимости угла прецессии гироскопа от частоты вращения.

1. Установить рычаг гироскопа горизонтально.

2. Переместить груз примерно на 2 см.

3. Меняя обороты двигателя с 5000 до 8000 об/мин за равные промежутки времени снять показания величины угла прецессии гироскопа, увеличивая каждый раз скорость вращения на 500 об/мин.

4. Полученные данные занести в таблицу 19.2.

 

 

Таблица 19.2

w об/мин
a0

 

5. По результатам таблицы построить график зависимости.

Вывод.

 

Упражнение 3.

Исследование зависимости прецессии гироскопа от перемещения

Грузика

1. Установить рычаг гироскопа горизонтально.

2. Отрегулировать обороты двигателя на 6000 об/мин.

3. При неизменной частоте оборотов через равные промежутки времени последовательно перемещая грузик, снимать показания угла прецессии гироскопа.

Введем обозначения:

l₀ -положение грузика, при котором положение рычага гироскопа горизонтально (нет прецессии)

4. l_i= l₀ -n l₀, где l₀=const, n- номер опыта

Полученные данные занести в таблицу.

Таблица 19.3.

li= l0, см
a0

 

5. По таблице, используя ее данные, построить график зависимости угла прецессии от перемещения грузика a(l)/

6. Выключить гироскоп. Привести в порядок рабочий участок.

Приложение

 

 

 

 

Приложения

Плотность воды при различных температурах

 

T°, C	Плотность, г/см
	0.99973
	0.99963
	0.99952
	0.99940
	0.99927
	0.99913
	0.99897
	0.99880
	0.99862
	0.99840
	0.99823
	0.99802
	0.99780
	0.99757
	0.99732
	0.99707
	0.99681
	0.99654
	0.99626
	0.99597
	0.995667

 

Формулы определения погрешностей

 

Виды связи	Погрешности
	средняя абсолютная	Относительная
N=A+B+...	DA+DB+...	(DA+DB+...) A+B+...
N=A-B	DA+DB	(DA+DB)/(A+B)
N=AB	ADB+BDA	DA/A+DB/B
N=ABC	BCDA+ACDB+ABDC	DA/A+DB/B+DC/C
N=An	nAn-1DA	nDA/A
N=A-1/n	1/nA1/n-1DA	1/n(DA/A)
N=A/B	(BDA+ADB)/B	DA/A+DB/B
N=sinA	cosA DA	ctgA DA
N=cosA	sinA DA	tgA DA
N=tgA	DA/(cosA)	2DA/sin2A
N=ctgA	DA/(sin2A)	2DA/(sin2A)

 

Основные физические константы

 

Наименование	Значение в СИ
Постоянная Больцмана Число Авогадро Газовая постоянная Объем 1 моля газа при нормальных условиях Ускорение силы тяжести на широте Москвы (на уровне моря)	K=1, 380662 × 10-23 Дж/К N=6, 02200943 × 1023 1/моль R-8, 31441 Жд/(моль × К) V=22, 41383 × 10-3 м3/моль G=9, 81523 м/с2

 

 

Плотность некоторых твердых веществ при 200 С		Плотность некоторых жидких веществ при 200 С
Вещество	r× 10-3, кг/м3		Вещество	r× 10-3, кг/м3
Олово Столь Свинец Медь	7, 3 7, 8 10, 3 8, 93		Вода Глицерин Касторовое масло Этиловый спирт	1, 00 1, 26 0, 96 0, 789

 

 

Коэффициент внутреннего трения h некоторых жидкостей

 

t0 C	h× 103, Па с
Вода	Глицерин	Касторовое масло
	1, 140 1, 004 0, 894 0, 801

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Александров Н. В., Якшин А. Я. Об измерении физических величин. - М.: Учпедгиз, 1963.

2. Евграфова Н. Н., Коган В. Л. Руководство к лабораторным работам по физике. - М.: Высшая школа, 1970.

3. Майсова Н. Н. Практикум по курсу общей физики. -М.: Высшая школа, 1970.

4. Сквайрс Дж. Практическая физика. - М.: Мир, 1971.

5. Савельев И.В. Общий курс физики. Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1986. –Т.1.- 432 с.

6. Сивухин Д.В. Общий курс физики. – М.: Наука, 1989. - Т.1.-576 с.

7. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Теоретическая физика. Теория упругости. – М.: Наука, 1987. - Т.7. -246с.

8. Стрелков С.П. Механика. – М.: Наука, 1971.

9. Хайкин С.Э. Физические основы механики. – М.: Наука, 1975.

10. Киттель И., Найт У., Рудерман М. Механика. – М.: Наука, 1975.

11. Ландау Л.Д., Ахиезер А.И., Лифшиц Е.М. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика. – М.: Наука, 1969.

12. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. – М.: Наука, 1972.-Т.1.

13. Лабораторный практикум по общей физике / Под ред. Е.М.Гершензона и И.Н.Малова – М.: Просвещение. 1985. –351с.

14. Методы физических измерений / Под ред. Р.И.Солоухина – Новосибирск: Наука, 1975. –285с.

15. Руководство к лабораторным занятиям по физике / Под ред. Л.Л.Гольдина – М.: Наука, 1973.

16. Физический практикум / Под ред. В.И.Ивероновой – М.: Наука, 1968.

 

 

Содержание

 

Введение.. 4

I. Элементы теории погрешностей.. 12

II. Простейшие физические измерения.. 28

Лабораторная работа № 1. 34

Лабораторная работа № 2. 37

Лабораторная работа № 3. 41

Лабораторная работа № 4. 45

Лабораторная работа № 5. 51

Лабораторная работа № 6. 55

Лабораторная работа № 7. 58

Лабораторная работа № 8. 66

Лабораторная работа № 9. 77

Лабораторная работа № 10. 87

Лабораторная работа № 11. 96

Лабораторная № 12. 103

Лабораторная работа № 13. 113

Лабораторная работа №14. 117

Лабораторная работа № 15. 122

Лабораторная работа № 16. 132

Лабораторная работа № 17. 143

Лабораторная работа № 18. 146

Лабораторная работа № 19. 151

Приложения.. 154

ЛИТЕРАТУРА.. 157

 

 

 

Предыдущая6789101112131415161718192021Следующая

Поделиться:

Популярное:

1. E) Физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи и определяющая ее инерционные и гравитационные свойства.
2. I. 38. Состав, свойства и применение калийных удобрений.
3. II. Молекулярные свойства жидкостей.
4. IV. Исследование подсознательного в обществе: аналитическая социальная психология и характерология
5. Que: Свойства компонента ListBox - Name
6. А. Определение токсигенных свойств.
7. Автороведческое исследование документов
8. Активные минеральные добавки. Смешанные цементы, их свойства.
9. Аппаратура для исследования помехоподавляющих свойств фильтра
10. Биомеханические свойства мышц
11. Векторы в пространстве. Векторное и смешанное произведения векторов и их свойства.
12. Величина, характер-щая инерцию тела и его грав-е свойства