STUDIUL MISCARII DE ROSTOGOLIRE

LUCRRI DE LABORATOR DE MECANIC I ACUSTIC

36LUCRRI DE LABORATOR DE MECANIC I ACUSTIC-L735LUCRRI DE LABORATOR DE MECANIC I ACUSTIC-L7

STUDIUL MICRII DE ROSTOGOLIRE1. Aparate: plan inclinat, cronometru electronic, bil metalic, rigl gradat.

2. Principiul lucrriiSe studiaz micarea de rostogolire a unui corp sferic (bil) pe plan inclinat. Calea de rulare a planului inclinat este conceput astfel nct bila s nu prseasc planul inclinat in timpul deplasrii. Ea este format din dou ine paralele din textolit situate la distan l mai mic dect raza R a bilei (fig.1), bila rulnd pe muchia acestora. De aceea raza de giraie a bilei este mai mic dect R.

Fig.1.Ecuaiile de micare, pentru deplasarea prin rostogolire a bilei (), sunt:

;

(1)

(ox)

(2)

(oy)

(3)

unde a este acceleraia liniar, este acceleraia unghiular, iar I este momentul de inerie al bilei de mas m i raz R.

Rezolvnd sistemul de ecuaii (1), (2) i (3) pentru , i lund pentru momentul de inerie al bilei expresia , obinem:

(4)

(5)

i respectiv

(6)

Din condiia de rostogolire, nlocuind Fr din relaia (5) i N0 din relaia (6) obinem pentru coeficientul de frecare la alunecare condiia:

(7)

Dar fora de frecare la rostogolire are, conform legii lui Coulomb, expresia:

(8)

unde f este coeficientul de frecare la rostogolire.Folosind relaiile (5) si (6) rezult din relaia (8):

(9)3. Dispozitivul experimentalIn figura 2(a). este redat o schem de principiu a dispozitivului experimental constnd dintr-un plan inclinat PI cu dou ine paralele articulat la captul A1, nlimea captului A2 putnd fi modificat cu urubul micrometric S. Planul inclinat se continu cu un plan orizontal prevzut cu un opritor O. Electromagnetul este utilizat pentru reinerea bilei B. Comutatorul K1 permite ntreruperea circuitului electromagnetului alimentat de transformatorul TR i simultan, pornirea cronometrului electronic CE a crui oprire este comandat de microntreruptorul K2 ( vezi si fig. 2b)

(a)(b)

Fig.2.

4. Modul de lucru

4.1. Desfurarea experimentului.

a) Se verific montajul experimental i se conecteaz la aparat secundarul transformatorului TR.

b) Se conecteaz la prizele de tensiune (U=220V ca) cronometrul electronic (CE) si transformatorul, in felul acesta electromagnetul fiind alimentat la tensiune alternativ.

c) Se msoar cu ublerul dimensiunile R, l i apoi se aeaz bila lipit de miezul electromagnetului. Cu ajutorul riglei gradate de pe partea lateral a planului inclinat se determin distana S parcurs de bil.

d) Se msoar cu rigla sau catetometrul nlimea h1 si se regleaz h2 la unde

e) Cu bila lipit de miezul electromagnetului se apas comutatorul K1 apoi se las liber. Astfel, se ntrerupe alimentarea electromagnetului si bila pornete.

f) Se nregistreaz timpul final afiat de cronometru care pornete in momentul apsrii comutatorului K1 si este oprit de microntreruptorul K2 cnd bila trece prin dreptul acesteia.

g) Se repet msurtorile de cel puin 10 ori i se calculeaz valoarea medie a timpului nregistrat ().h) Se reiau operaiile d)-g) pentru diferite valori (6, 7, 8, 9 i 10 cm)

Observaie.

Din condiia dat de relaia (7) lund pentru coeficientul de frecare la alunecare dintre oel si textolit = 0,02 rezult c micarea de rostogolire se realizeaz pentru Prin urmare, pentru dispozitivul utilizat

4.2.Prelucrarea datelor experimentale.

a) Verificarea legii micrii uniform variate. Cu valorile calculate, cunoscnd S se calculeaz acceleraia experimental aplicnd legea micrii uniform variate:

(10)

Se reprezint grafic . Din relaia (4) pentru rezult c depinde de , panta teoretic a dreptei fiind:

(11)

Se determin panta experimental grafic sau prin metoda celor mai mici ptrate i se compar cu cea teoretic dat de relaia (11).

b) Determinarea coeficientului de frecare in micarea de rostogolire. Cu valorile calculate , conform relaiei (2) se calculeaz fora de frecare la rostogolire cu relaia:

(12)

pentru fiecare h.

Utiliznd relaiile (8) si (7) rezult pentru coeficientul de frecare la rostogolire expresia:

(13)

Se determin cu relaia (13) i se compar cu valoarea dat de relaia (9).

Se d:

Se ia: .Datele experimentale i valorile calculate se trec in tabel.

SRlht

aCexpCtFrF

mmmmssm/s2s-2s-2Nm

Se reprezint grafic i .

_1113416551.unknown

_1113503264.unknown

_1113503653.unknown

_1113503977.unknown

_1113504156.unknown

_1113558354.unknown

_1113564051.unknown

_1113555831.unknown

_1113504191.unknown

_1113504060.unknown

_1113504106.unknown

_1113504023.unknown

_1113503747.unknown

_1113503867.unknown

_1113503703.unknown

_1113503444.unknown

_1113503589.unknown

_1113503616.unknown

_1113503365.unknown

_1113502671.unknown

_1113502880.unknown

_1113503243.unknown

_1113502792.unknown

_1113416828.unknown

_1113502496.unknown

_1113416663.unknown

_1113416277.unknown

_1113416445.unknown

_1113416492.unknown

_1113416317.unknown

_1112715484.unknown

_1112715709.unknown

_1112716965.unknown

_1112722173.unknown

_1112716400.unknown

_1112715592.unknown

_1112713710.unknown

_1112713763.unknown

_1112711235.unknown