lab_9
.docМинистерство образования и науки РФ
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Физико-технический институт
наименование института
Квантовой физики и нанотехнологий
наименование кафедры
Отчет по лабораторной работе № 1.9
По дисциплине: физика (механика)
Изучение прецессии гироскопа
Выполнил:
Студент группы РДб-12-1,
Полетаев Василий Васильевич
Приняла: Доцент кафедры
квантовой физики и нанотехнологий,
Днепровская Лариса Васильевна
Иркутск, 2012 г.
Цель работы: Изучение понятий внешних сил, момента импульса, момента инерции, закона динамики вращательного движения твердого тела.
Задачи работы: экспериментальное исследование закономерностей гироскопического эффекта, опытное определение полного момента инерции гироскопа.
Приборы и принадлежности: гироскоп ФМ-18, электронный блок, штангенциркуль.
Задача 1. Определение скорости прецессии гироскопа и изменение угловой скорости вращения маховика гироскопа.
Таблица 1. Сводная таблица результатов измерений скорости прецессии гироскопа, измерений угловой скорости вращения маховика и других величин нужных для обработки результатов.
№ п.п. |
, мм |
, мм |
, с |
, мм |
, с |
, с-1 |
, с-1 |
|
|
1 |
35 |
25 |
4,7 |
45 |
2,61 |
0,334 |
0,602 |
74,841 |
74,809 |
2 |
40 |
30 |
4 |
50 |
2,4 |
0,393 |
0,654 |
76,433 |
76,433 |
3 |
45 |
35 |
3,4 |
55 |
2,15 |
0,462 |
0,730 |
75,796 |
75,318 |
4 |
50 |
40 |
2,8 |
60 |
1,85 |
0,561 |
0,849 |
71,338 |
70,701 |
5 |
55 |
45 |
2,6 |
65 |
1 |
0,604 |
1,570 |
74,522 |
41,401 |
-
Скорость прецессии
Убедитесь в справедливости соотношения .
Задача 2. Определение зависимости скорости прецессии гироскопа от угловой скорости вращения маховика гироскопа и момента сил, приложенного к горизонтальной оси гироскопа.
Таблица 2. Сводная таблица измерений угловой скорости, времени и угла поворота.
№ п.п. |
55 |
, Гц |
, с |
|
1 |
∆l = l - l' |
20 |
1,1 |
1,427 |
2 |
25 |
1,4 |
1,121 |
|
3 |
30 |
1,5 |
1,047 |
|
4 |
35 |
1,8 |
0,872 |
|
5 |
40 |
2,1 |
0,748 |
|
6 |
45 |
2,2 |
0,714 |
|
7 |
50 |
2,7 |
0,581 |
Таблица 3. Сводная таблица измерений угловой скорости, времени и угла поворота.
№ п.п. |
, мм |
, Гц |
, мм |
, с |
|
1 |
65 |
40 |
65 |
1 |
1,570 |
2 |
60 |
1,6 |
0,981 |
||
3 |
55 |
1,8 |
0,872 |
||
4 |
50 |
2,2 |
0,714 |
||
5 |
45 |
2,7 |
0,581 |
||
6 |
40 |
3,1 |
0,506 |
||
7 |
35 |
3,5 |
0,449 |
||
8 |
30 |
4 |
0,393 |
||
9 |
30 |
1 |
1,570 |
Контрольные вопросы
-
Как определяются направления векторов: углового перемещения, угловой скорости, углового ускорения?
-
Запишите выражения для момента импульса относительно точки и относительно неподвижной оси.
-
Сформулируйте 2-ой закон динамики для вращательного движения.
-
Запишите выражение момента сил относительно точки.
-
Сформулируйте закон сохранения момента импульса.
-
Что называется гироскопом?
-
Куда направлен вектор момента импульса гироскопа?
-
Каково направление вектора момента сил гироскопа? С каким вектором совпадает направление момента сил?
-
Запишите условие равновесия системы.
-
Какое движение называется прецессией? Чему равна угловая скорость прецессии?