Ракосакхо

В А З О Р А Т И М А О Р И Ф И Ч У М Х У Р И И Т О Ч И К И Т О Н

У Н И В Е Р С И Т Е Т И Т Е Х Н И К И И Т О Ч И К И С Т О Н

Б А Н О М И А К А Д Е М И К М. О С И М И

КАФЕДРАИ ФИЗИКА

Лабораторияи механика, физикаи

малекулави ва термодинамики

ХИСОБОТИ

Кори лаборатории № 6

______________________________

______________________________

______________________________

ОМУХТАНИ ДИНАМИКАИ ХАРАКАТХОИ ПЕШАВИЮ ЧАРХЗАНИ

БО ЁРИИ РАКОСАКИ МАКСВЕЛЛ

Максади кор: омухтани конунхои динамикаи харакатхои пеш-равию чархзани бо ёрии раккосаки максвелл, мушохидаи тачрибавии табдилоти энергия дар раккосак ва муайян кардани моменти инерцияи н раккосак.

Лавозимот: раккосаки Максвелл бо мачмуйи халкахои мас-саашон гуногун.

Назаряи метод ва тафсири дастгох

Раккосаки Максвелл диск 9 курс)-е мебошад, дар навард шинондаву таввасути он дар ресмон овехта мешавад (расми 1,а).

Ба раккосак ду кувва: кувваи вазнинии Р = mg ва кувваи тарангии ресмон Т таъсир мекунанд. Хамин аст,

ки муодилахои харакати он дар шакли проексияи (расми 1,б) чунинанд:

ma = P – T; (1)

Áع = rT, (2)

дар ин чо а – муодилаи шитоби харакати пешравии маркази массахои раккосак, Á - моменти инерцияи он нисбат ба мехвари аз маркази массахо мегузашта, ع - шитоби кунчи харакати чархзании раккосак, r - радиуси навард мебошад ( M = rT моменти гардишовари кувваи тарангист).

Агар ба эътибор гирем, ки

а = عr (3)

ва хангоми аз баландии h – ба поён фуромадани раккосак куввахои Р ва Т – ро доими пиндошта харакати пешравии маркази массахоро собитшитоб кабул кардан равост,

h = at₂ / 2

ё худ

a = 2h / t₂ (2)

мебошад. Халли муштараки системаи муодилахои (1) ва (2) бо назардошти (3) - (4) ба ифодаи зерин меоварад:

Á = mr₂ ( -1 ) = 1 md₂ ( -1), (5)

дар ин чо = 2r – диаметри навард аст.

Асоси дастгох поячахои танзими дорад, онхо ба дуруст чойгир кадани дастгох имкон фарохам меоваранд. Дар асос сутунпоя щинонда шудааст, кт ба онхо кронштейн (дастак) – хои ночунбони болоиву харакатманди поёни махкаманд. Да кронештейни болои электромагнит, чузъи андозагири (датчик) – и фотоэлектр, мурват (винт) барои махкам кардан ва танзим додани дарозии овезаи бифиляри (дуресмони)-и раккосак чойгир мебошад.

Ба наварди раккосак халкхои массаашон гуногунро махкам карда моменти инерцияи раккосакро тагйир додан мумкин аст. Раккосаки ба он халкамаккамбударо дар вазъи болои электромагнит нигох медорад. Дарозии раккосак тавассути шкалаи милиметрии дар сутунпояи дастгох чойгирбуда муйаян карда мешавад (барои сахех андозагирии ин дарози дар кронштейни поёни нишондихандаи сурхранг мавчуд мебошад). Барои ба кор омада сохтани дастох заминвасла будани онро санчидан лозим аст (бо дастгохи заминвасла набуда кор кардан манъ меьршад!).

Тартиби ичрои кор

1. Сим (шнур)-и дастгохро ба шабакаи электри васлу тугмаи СЕТЪ-ро пахш намоед, ки чарогакхои харду датчикхои фотоэлектри фурузон бошанд ва бояд кулли индикаторхо чузъи андозагири адади 0 (сифр) – ро нишон диханд.

2. Кронштейни поёниро дар вазъ пасттарин махкам созед.

3. Ба курс халкаеро интихобан шинонда, онро ба такя расиданаш пахш намоед.

4. Ба наварди раккосак ресмон печонида санчед, ки руяи поёнии халка бояд бо таксимоти сифри шкала дар сутунпоя сувофик ояд. Агар ин тавр набошад, мурвати кронштейни болоиро суст карда баландиро танзим дихеду он кронштейнро махкам созед.

5. Тугмаи ПУСК-и миллисониясанчро пахш намоед. Дарозии ресмонро тавре бояд интихоб кард, ки баъди поён фаромадани раккосак канори халка такрибан ба 2 мм пастар аз мехвари оптикии датчики фотоэлектри чойгир шавад; диккат дихед, ки навади раккосак ба асоси дастгох паралели бошад, сипас мурватро махкам созед.

6. Тугмаи ПУСК-ро рахо дихед, яъне ин тугмаро барои дигар пахш намоед.

7. Ба наварди раккосак ресмонро печа ба печа чафс карда печонед. Бо ёрии электромагнит раккосакро нигох доред. Раккосакро ба самти харакаташ ба кадри такрибан 5^о гардонед.

8. Тугмаи СБРОС-ро пахш намоед.

9. Тугмаи ПУСК-ро пахш намоед.

10. Киматхои ченкардаи вакти афтиши таккосакро аз руйи нишондодхои миллисониясанчро ба кайд гиред.

11. Тачрибаро 5 маротиба ба чо оварда кимати миёнаи тули вактро муайян намоед.

<t> = ∑

12. Аз руйи шкала дарозии ракосакро мукаррар созед.

13. Массаи раккосакро чун хосили чамъи массахои навард, курс ва халка ба хсоб гиред:

m = m_H + m_k + m_x

14. Диаметри навардро якчоя бо ресмони ба он печонида (бо м) муайян намоед:

d = d_h + 2h_p

15. Мувофики формулаи (5) моменти инерцияи раккосакро муакаррар созед.

16. Маълумотро дар чадвал гирд оваред.

17. Кимати назарявии моменти инерция раккосакро мувофики формулаи...

Á_наз = Á_н + Á_к + Á_х (8)

ба хисоб гиред, ки дар он:

Á_н = m_нd²_H / 8; (9)

Á_к - моменти инерцияи курс (диск):

Á_н = m_к (d²_к + d²_к) (10)

дар ин чо d_к – диаметри берунии курс аст;

Á_х = m_х (d²_к + d²_х), (11)

дар ин ифода d_х – диаметри берунии халка мебоашд.

Кимати назарявии моменти инерцияи раккосакро бо кимати дар тачриба хосилшуда мукоиса намоед ва хатои тачрибаро мувофики формула:

б_Á = ^. 100% (12)

муайян созед.

Барои тавассути формулахо хисоб хисоб кардани моменти инерцияи раккосак параметхои зеринро ба назар гирифтан лозим аст:

а) массахои халкахо:

халкахои 0301-0080-01 0,25 кг,

0301-0080-03 0,46 кг,

0301-0080-02 0,35 кг,

б) андозахои раккосак:

диаметри наварди раккосак: d_H = 10 мм = 0,01 м,

диаметри берунии курс: d_к = 86 мм = 0,086 м,

диаметри берунии халкахо: d_х = 105 мм = 0,105 м,

диаметри ресмон: d_р = 0,5 мм = 0,0005 м

(Массахои чазъхои алохидаи раккосак дар руйи онхо сабт ёфтанд).

Машки иловаги. Муайян кардани моменти куввахои соиш

Татбики конуни бакои энергия дар харакати муштараки раккосаки Максвелл имкон медихад, ки моменти кувваи тормоздиханда – куввахои соиш муайян карда шавад.

Хангоми аз баландии h₁ (ба дарозии пурраи ресмон) фуромадани раккосак энергияи потенциалии он ба энергияи кинетикиаш табдил меёбад. Як кисми захираи энергияи раккосак ба кори зидди куввахои соиш талаф меёбад:

mgh₁ = W_кин + М_с . ₁ (13)

ки дар ин чо m- массаи раккосак (якчоя бо сарчарх ва халкахои ба курс шинонда), W_кин – энергияи кинетикии система, М_с – моменти куввахои соиш ₁ – кунчи пурраи гардиши раккосак аст. Баъди ба дарозии пурраи ресмон поён фуромаданаш раккосак то ба баландии h₁, ки назар ба h хурдтар аст, бардошта мешавад. Мувофики конуни бакои энергия:

W_кин = mgh₂ + М_с . ₂ (14)

Аз ифодахои (13) ва (14) бо назардошти он, ки h₁ = ₁ r; h₂= ₂r мебоошад, таносуби зайлро хосил мекунем:

М_с = (15)

Бузургихоеро, и дар ин формула тавассути тачриба андоза мешаванд, дарёфта моменти куввахои соишро мукаррар сохтан имконпазир аст.