МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

________________

ФГБОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Механика. Электричество

Сборник методических указаний

к лабораторным работам

Москва 2013

2

Под редакцией проф. В. К. Михайлова

Составители:

Михайлов В. К., Молодцов Ю. М. – лабораторная работа 1М

Лескова Л. В., Михайлов В. К. – лабораторная работа 2М

Михайлов В. К., Труханов С. В. – лабораторная работа 3М

Корнилова Т. А., Михайлов В. К. – лабораторная работа 1Э

Михайлов В. К., Прокофьева Н. И. – лабораторная работа 2Э

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Физический практикум призван помочь студентам глубже осознать физические закономерности и приобрести элементарные навыки экспериментирования.

При подготовке к выполнению лабораторных работ рекомендуется:

а) изучить соответствующую тему,

б) ознакомиться с методическими указаниями к лабораторной работе.

Для получения допуска к выполнению лабораторной работы необходимо письменно ответить на вопросы:

а) какое явление изучается и какие величины определяются в данной работе,

б) привести расчетные формулы для величин, указанных в «Заданиях»,

в) привести названия и определения величин, входящих в расчетные формулы, и указать, как находятся их значения.

При выполнении лабораторной работы производятся необходимые измерения. Задания и обработка результатов измерений выполняются самостоятельно, вне занятий.

Оформленные в отдельной тетради отчеты по лабораторным работам представляются преподавателю.

4

1. Лабораторная работа 1м

ИЗУЧЕНИЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА

НА МОДЕЛИ КОПРА

В лабораторной работе на основе опытных данных определяются кинематические, динамические и энергетические характеристики тел при поступательном движении.

1.1. Описание работы установки

Для забивания свай в грунт применяется копер, который состоит из двух вертикальных направляющих брусьев, вдоль которых может двигаться тяжелый груз. Падая на сваю с некоторой высоты, груз забивает ее в грунт.

Вертикальный разрез модели копра (по осевой плоскости) показан на рис. 1.1. Груз 4 может перемещаться по направляющим 1 и удерживаться на заданной высоте с помощью затвора 2, установленного на зажиме 3, который закрепляется на направляющих винтом 13. Координаты нижней грани груза определяются по линейке 5. Свая 6 может перемещаться между двумя половинами 7 и 12 разрезной втулки. Груз 10, подвешенный к большому плечу рычага 9, стремится повернуть рычаг вокруг оси 8. Вследствие этого нажимной кулачок 11, которым оканчивается малое плечо рычага, оказывает давление на подвижную половину 7 разрезной втулки. В результате этого между сваей и втулкой возникает сила трения, которая моделирует силу сопротивления грунта. Передвигая груз 10 по большому плечу рычага, можно моделировать силы сопротивления разных грунтов.

Рис.1.1

5

Рис. 1.2

«Рабочий ход» груза копра состоит из трех процессов: 1 – падение груза на сваю (рис. 1.2,а); 2 – удар груза о сваю (рис. 1.2,б); 3 – погружение груза и сваи до полной остановки (рис. 1.2,в).

В начале падения нижняя грань груза имеет координату (рис.1. 2), во время удара – в начале совместного движения груза и сваи – координату , в конце совместного движения – координату. Координаты , ,регистрируются с помощью линейки 5.

Таким образом установка позволяет измерить высоту падения груза , равную разности координат и :

и глубину погружения груза совместно со сваей в «грунт» , равную разности координат и :

На основе определенных таким образом величин ии заданных значений масс грузаи сваиможно определить кинематические, динамические и энергетические характеристики поступательного движения груза и совместного движения груза со сваей.