Количество страниц учебной работы: 4,10
Содержание:
“Исходные данные для расчета к работе 4
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ
Лабораторная работа выполняется на компьютерной модели центрифуги. В работе исследуется динамика вращения центрифуги и выполняются проверки:
– основного уравнения динамики вращения;
– теоремы об изменении кинетического момента.
– теоремы Штейнера-Гюйгенса о моменте инерции относительно оси, параллельной центральной;
Пояснение. Центрифуга– устройство, которое вращается вокруг неподвижной оси с переменной или постоянной скоростью, иногда очень высокой. Центрифуга используется в научных, медицинских и технологических целях при решении многообразных задач, например, при подготовке пилотов и космонавтов, для разделения изотопов, сушки материалов и др.
Модель центрифуги представлена на рис.3.
Рис.3. Модель центрифуги
Горизонтальная штанга с грузами под действием вращающего момента может вращаться вокруг вертикальной оси. Массы грузов одинаковы m1= m2 =m3 =m4= 1 кг, длина штанги L = 1м. В модели можно изменять положения грузов r1 , r2 , r3и r4 относительно оси вращения, а также переносить саму ось. На левом рисунке ось вращения проходит через центр масс центрифуги, на правом -смещена в положительном направлении на расстояние d .
Время действия внешнего момента M составляет, для всех вариантов задания, t= 10сек. После истечения t=10 сек внешний вращающий момент отключается и угловая скорость сохраняет постоянное значение.
В предварительном расчете следует рассмотреть два вида вращения :
1) – относительно центра масс (ось расположена в “”нулевом”” положении) – 1-е вращение ;
2) – относительно оси смещенной от “”нулевого”” положения на расстояние d – 2-е вращение. В этом случае координаты грузов r1, r2, r3 и r4 получают приращение d .
Например, если координата первого груза была r1= -0,4м, а ось смещается вправо на расстояние d=+0,3м , то новая координата первого груза будет равнаr1d=r1 – d=- 0,7м. Если ось смещается влево на тоже расстояние (d=- 0,3м), то r1d=r1 – d= -0,4-(-0,3)=-0,1м.
Исходные положения грузов, которые принимаем за материальные точки, вам предлагаются ниже в случайно выпавшем варианте:
Вариант 6
Таблица 1. Задание для выполнения работы
Наименование
величин Расстояние груза до оси вращения , м Момент внешних
сил, Н?м Масса
груза,кг Длина штанги
центрифуги,м Расстояние переноса
оси вращения , м
Обозначение r1 r2 r3 r4 М mi L d
Значение –0,5 – 0,08 0,08 0,5 1 1 1 – 0,4
Результаты расчетов:
Наименование, единицы измерения Для первого вращения Для второго вращения
Положение центра масс относительно оси вращения (см. рис.3) , r с, м
(формула (7) Теоретической части)
Момент инерции 1-го груза относительно оси вращения, J1, кг?м2
(формула (5) Теоретической части)
Момент инерции 2-го груза относительно оси вращения, J2, кг?м2
Момент инерции 3-го груза относительно оси вращения, J3, кг?м2
Момент инерции 4-го груза относительно оси вращения, J4, кг?м2
Момент инерции центрифуги J =?Ji, кг?м2
(формула (6) Теоретической части)
Момент инерции центрифуги для второго вращения Jd, кг?м2 , рассчитанный по теореме Штейнера
(формула (10) Теоретической части)
———-
новое значение: 2,3048
Угловое ускорение ? в момент разгона центрифуги, рад/сек2 1,953
новое значение: 0,434
Угловая установившаяся скорость ?, через время t, рад/сек
новое значение: 4,34
Главный кинетический момент через время t,
К, кг?м2/сек
(формула (3) Теоретической части)
9,984
9,997
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
Что следует понимать под инертностью тела? Какая величина является мерой инертности при поступательном и вращательном движении?
Если с наклонной плоскости скатываются труба и сплошной цилиндр, то у какого тела в конце спуска будет большая скорость? Дайте объяснение.
Сформулируйте терему Штейнера-Гюйгенса.
”
Учебная работа № 187954. Контрольная Статика, лабораторная работа 4
Выдержка из похожей работы
Лабораторная работа по химии 1-3 (NPI)
…..еакционной пробирки; 3. Газоотводной трубки; 4. Штатива. Перед началом работы испытывают прибор на герметичность. Для этого
соединяют верхний конец правой бюретки с пробиркой, опускают левую бюретку
на 15-20 см, и наблюдают 3-5 мин. За положением уровня воды в ней. Если
прибор герметичен, то уровень воды в бюретке за это время не изменится. При
понижении уровня нужно исправить дефект в приборе. После этого наливаем в пробирку 4,5 [pic] 2,5М раствора хлористо-
водородной кислоты, 5 капель раствора [pic] катализатора. Папиросную бумагу
с навеской металла смачивают каплей воды и приклеивают к внутренней стенке
пробирки над кислотой. Пробирку с кислотой и металлом плотно присоединяют к
прибору; бюретки устанавливаем так, чтобы уровни воды в них были одинаковы. Записываем показания бюретки до опыта. Затем встряхиваем пробирку, и
металл попадает в кислоту. Тотчас начинается выделение водорода и вода
вытесняется из правой бюретки в левую. Левую бюретку при этом надо опускать
и во время опыта держать воду на одном уровне, чтобы давление газа внутри
прибора было все время близко к атмосферному. Пока идет реакция, мы записываем показания барометра и термометра; по
таблице определяем давление насыщенных паров воды. Когда весь металл растворился, прекратится понижение уровня воды в
бюретке. Окончательно точный отчет показаний бюретки производится после
охлаждения прибора до комнатной температуры (через 10-15 мин.) Результаты измерений записываем в форме:
Масса металла, [pic] = , [pic].
Показания бюретки до проведения реакции, [pic] = , [pic]
Показания бюретки после реакции, [pic] = , [pic]
Объем выделившегося водорода, [pic]= [pic]- [pic] = = , [pic]
Температура окружающей среды [pic] = ,[pic] [pic] =
, [pic]
Атмосферное давление [pic] , [pic]
Давление насыщенных паров воды [pic] , [pic]
Парциальное давление водорода [pic] = , [pic] Объем выделившегося водорода приводим к нормальным условиям на основе
уравнения состояния идеального газа, объединяющего законы Бойля-Мариотта и
Гей-Люссака: [pic] ,
где [pic] – нормальное давление, равное 101,325 кПа; [pic] – объем газа при
нормальных условиях, [pic]; [pic]; [pic]- парциальное давление сухого
водорода; [pic]- объем газа в условиях опыта; [pic]- температура опыта по
абсолютной шкале температур. Yandex.RTB R-A-98177-2
(function(w, d, n, s, t) {
w[n] = w[n] || [];
w[n].push(function() {
Ya.Context.AdvManager.render({
blockId: “R-A-98177-2”,
renderTo: “yandex_rtb_R-A-98177-2”,
async: true
});
});
t = d.getElementsByTagName(“script”)[0];
s = d.createElement(“script”);
s.type = “text/javascript”;
s.src = “//an.yandex.ru/system/context.js”;
s.async = true;
t.parentNode.insertBefore(s, t);
})(this, this.document, “yandexContextAsyncCallbacks”);
= [pic]
[pic] , [pic]= =
[pic], где [pic]- масса металла; [pic]- объем газа,
приведенный к нормальным условиям; [pic] – молярный объем эквивалента газа.
Молярный объем эквивалента водорода, составляющий [pic] объема его моля,
занимает при нормальных условиях [pic]. Давление насыщенного водяного пара в равновесии с водой.
|[pic], [pic…