Politechnika Śląska

Wydział Mechaniczny Technologiczny

Kierunek: Mechanika I Budowa Maszyn

Semestr: 2

LABORATORIUM Z MECHANIKI

TEMAT:

Badanie zjawisk żyroskopowych.

Wykonali:

1. Tomasz Szubielski

2. Tomasz Malik

3. Tomasz Mazur

4. Rafał Gajek

5. Artur Gębski

6. Starzyk Wojciech

Badanie zjawisk żyroskopowych

CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zastosowaniem żyroskopu do badania zjawisk precesji bąka.

WSTĘP TEORETYCZNY:

ŻYROSKOP (giroskop), odpowiednio zawieszona, szybko wirująca wokół swojej osi bryła sztywna, np. krążek; przy dowolnych zwrotach obudowy oś obrotu ż. zachowuje stały kierunek w przestrzeni; zasadnicza część przyrządów żyroskopowych.

(def. Encyklopedia PWN).

Żyroskopem nazywamy wirnik wykonujący szybki ruch obrotowy dookoła osi symetrii, która może obracać się wokół jakiejś innej osi.

Schemat stanowiska pomiarowego:

1. silnik elektryczny

2. tarcza o symetrii obrotowej

3. podpory

4. dźwignia z naniesioną skalą metryczną

5. przesuwny obciążnik

6. tarcza z naniesioną skalą metryczną

7. wskaźnik

8. czujnik fotoelektryczny do odczytu czasu obrotu żyroskopu o kąt Ψ

9. czujnik fotoelektryczny do odczytu prędkości obrotowej silnika.

WYNIKI POMIARÓW I OBLICZENIA

Otrzymane wyniki pomiarów:

Lp.		Δx [m]
1	837,76	0,02	30	0,523599	36,15
2	837,76	0,04	30	0,523599	16,73
3	837,76	-0,02	30	0,523599	34,5
4	837,76	-0,04	30	0,523599	14
5	837,76	-0,06	30	0,523599	9,85

Obliczenia:

Obliczamy prędkość precesji
[rad/s]:

Następnie wyznaczamy kręt K, korzystając z zależności:

Znając kręt możemy wyznaczyć wartość momentu bezwładności żyroskopu I:

Poniższa tabela przedstawia otrzymane wyniki:

Lp.		ω2 [rad/s]	K	I [kgm^2]
1	628,3	0,009829	14,57156	0,023192
2	628,3	0,022424	3,991996	0,006354
3	628,3	0,038728	0,92457	0,001472
4	628,3	0,03004	-0,95357	-0,00152
5	628,3	0,053702	-6,66757	-0,01061
6	628,3	0,064167	-6,6963	-0,01066

Wnioski:

Ćwiczenie pozwoliło nam zapoznać się z żyroskopem i pomiarem krętu K i momentu bezwładności I żyroskopu.

Gdy ciężarek przesuwamy w prawo od położenia równowagi moment bezwładności żyroskopu wzrasta, zaś jeśli przesuwamy go w lewo od położenia równowagi moment ten maleje. Prędkość precesji również zależy od położenia ciężarka.

Załączony wykres przedstawia zależność ω2=ω2(Δx)

---