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:

0x01 graphic

  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.

0x01 graphic

Δx [m]

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

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 0x01 graphic
[rad/s]:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Następnie wyznaczamy kręt K, korzystając z zależności:

0x01 graphic
0x01 graphic

Znając kręt możemy wyznaczyć wartość momentu bezwładności żyroskopu I:

0x01 graphic

Poniższa tabela przedstawia otrzymane wyniki:

Lp.

0x01 graphic

ω2 [rad/s]

K 0x01 graphic

I [kgm2]

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)