ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Εργαστήρια Μηχανικής-Θερμότητας Περιστροφική κίνηση-Κύλιση Διδάσκων :Αναπληρωτής Καθηγητής Καμαράτος Ματθαίος

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

Μελέτη Περιστροφικής κίνησης Κύλιση Μέτρηση ροπής αδράνειας

Κύλιση  

Κύλιση σε κεκλιμένο επίπεδο

Ποιος θα φθάσει πρώτος;  

Μέτρηση της ροπής αδράνειας συμμετρικών σωμάτων Με κύλιση σε κεκλιμένο επίπεδο. 2. Με τον τροχό του Maxwell.

Η μέτρηση του μήκους L θα γίνει με την μετροταινία ακρίβειας 0.1 cm. Ο χρόνος κίνησης του σώματος στο κεκλιμένο επίπεδο μετριέται με χρονόμετρο χειροκίνητα. Το χρονόμετρο θα είναι στην θέση Man, 1/100, F3 και τα κουμπιά SRART-STOP. Το χρονόμετρο δεν χρειάζεται μηδενισμό. Η διάμετρος του κυλινδρικού σώματος μετριέται με ένα διαστημόμετρο ακρίβειας 0.005 cm.

Μέτρηση εξωτερικής διαμέτρου με διαστημόμετρο

Μέτρηση: 2.825 cm.

Μέτρηση της μάζας. Η μέτρηση της μάζας γίνεται με ζυγό.

Ισορροπούμε τον ζυγό. Τοποθετούμε το σώμα στον δίσκο. Με τα βαρίδια στις κλίμακες Κ1, Κ2 και περιστρέφοντας την κυκλική κλίμακα προσπαθούμε να ισορροπήσουμε ξανά τον ζυγό. Τα βαρίδια στις Κ1 και Κ2 πρέπει να βρίσκονται στις εγκοπές της κλίμακας. Η μάζα θα δίνεται από τις ενδείξεις όλων των κλιμάκων (Κ1 εκατοντάδες), Κ2 δεκάδες, περιστροφική σε μονάδες και δέκατα και ο βερνιέρος σε εκατοστά του γραμμαρίου).

Εκτέλεση του πειράματος Αφήνουμε τον κύλινδρο από την κορυφή του κεκλιμένου επιπέδου και ταυτόχρονα πατάμε το START του χρονομέτρου. Στο τέλος του κεκλιμένου επιπέδου πατάμε το STOP του χρονομέτρου. Καταγράφουμε τον χρόνο. Επαναλαμβάνουμε την ίδια ακριβώς διαδικασία 10 φορές. Οι τιμές του χρόνου τοποθετούνται στον πίνακα 1.

  a/a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t (s)

Μέτρηση της ροπής αδράνειας με τη χρήση του τροχού Maxwell

Ο τροχός του Maxwell αποτελείται από ένα κύλινδρο ακτίνας R με ένα άξονα ακτίνας r. Γύρω από τον άξονα μπορούμε να τυλίξουμε δύο νήματα συμμετρικά. Αφήνουμε τον κύλινδρο ο οποίος κατεβαίνει με τα νήματα να ξετυλίγονται και φθάνει σε ένα ελάχιστο σημείο. Μετράμε τον χρόνο καθόδου του τροχού και το μήκος καθόδου Η. Μετράμε επίσης τη μάζα Μ του τροχού, την ακτίνα του άξονα και του τροχού r και R.

Επαναλαμβάνουμε την διαδικασία 10 φορές τουλάχιστον Επαναλαμβάνουμε την διαδικασία 10 φορές τουλάχιστον. Δίνεται ιδιαίτερη προσοχή ώστε το μήκος καθόδου να είναι όσο γίνεται ίδιο σε κάθε επανάληψη. Οι μετρήσεις του ύψους πτώσης και ο χρόνος καταγράφονται στον πίνακα 2. Πίνακας 2 Μ=…, R=…, r=…. α/α 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Η(cm) t (s)

Συμπεράσματα Στο πείραμα αυτό μετρήθηκε η ροπή αδράνειας κυλινδρικών σωμάτων σε κεκλιμένο επίπεδο και με τον τροχό του Maxwell. Τα αποτελέσματα συμφωνούν μέσα στο πειραματικό σφάλμα με τις τιμές που υπολογίζονται με βάση την μάζα και την ακτίνα των σωμάτων. Βιβλιογραφία Halliday-Resnick, Φυσική, Τόμος Α, Έκδ. Gutenberg, 2012 Καλό Πάσχα

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ. http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?id=1412 .

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκων : Αναπληρωτής Καθηγητής Καμαράτος Ματθαίος. «Εργαστήρια Μηχανικής-Θερμότητας. Περιστροφική κίνηση-Κύλιση». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://ecourse.uoi.gr/course/view.php?id=1412 .

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1] https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/