Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата

Внешний вид установки приведен на рис.2. На горизонтальной подставке 2 установлена вертикальная стойка 9. Четыре ножки-винта 1 позволяют выставить подставку в горизонтальном положении. На подставке жестко закреплен полый цилиндр 3. В цилиндр помещен второй цилиндр 4 из текстолита, разрезанный на две половины. На оси 7 располагается тонкий стержень с упором 5. На стержне находится груз 6, который может свободно перемещаться. Упор давит на правую половину цилиндра, поджимая ее к левой половине, между которыми находится металлический стержень 8 с головкой. Величину сжатия стержня можно регулировать, передвигая груз 6. В верхней части стойки 9 находится кронштейн 15. Между цилиндром 3 и кронштейном 15 расположены два вертикал. стержня 10, между которыми может свободно перемещаться груз12, средняя часть которого изготовлена из стали, а внешняя -из текстолита. В нижней части груза закреплен указатель 11. На стержнях под кронштейном находится электромагнит 13, который фиксируется с помощью винта 14. Электропитание на электромагнит подается через выключатель, расположенный на подставке. На стержнях 5 и 10 нанесены деления с шагом 1 см.

H

x

h

7

Рис.3

Разрезанный цилиндр 4 имитирует грунт, стержень 8 – сваю, а груз 12-
“бабу” копра. Величину сопротивления грунта меняют, перемещая груз 6 по стержню. В работе измеряют сопротивление, которое оказывает грунт при забивке сваи.

В основе измерений лежат з-ны сохранения импульса и механической энергии системы тел. При падении груза, с некоторой высоты его потенциальная энергия превращается в кинетическую, часть которой при ударе груза о сваю расходуется на совершение работы для забивки стержня-“сваи” в
“грунт”, а другая часть превращается в тепло (при этом повышается температура системы) . Стержень и груз изготовлены из материалов, обеспечивающих практически неупругий удар.

Обоснуем возможность применения з-нов сохранения для решения данной задачи.Строго говоря, система : груз-стержень-цилиндр, не является замкнутой. На нее действует из вне сила тяжести (M+m)g (M-масса стержня с цилиндром, m-масса груза) и исла реакции платформы N, на которой стоит цилиндр (см. Рис.4). Во время удара гуза вторая сила в той или иной степени будет превышать первую и к рассматриваемой системе будет приложена из вне равнодейсвующая R=N-(M+m)g . Однако силы ударного взаимодействия тел весьма велики. Очевидно, условие предполагает, что по сравнению с этими силами величиной R можно пренебречь, и, таким образом, считать систему замкнутой.

На соновании з-на сохранения энергии можно утверждать, что энергия, затраченная на забивку, равна разности значений кинетической энергии системы до и после удара. Т.к. во время удара изменяется только кинетическая энергия (незначительным перемещением тел по вертикали во время удара мы пренебрегаем), то вырвжение для энергии, затраченной при ударе на
“забивку” стержня,

[pic] (23)

где v –скорость груза в момент удара о стержень, а v’ –общая скорость всех тел системы после неупругого удара. Ее найдем на основании закона сохранения импульса:

[pic] (24)

Рис.4

Подставив в формулу (23) значение v’, найденное из уравнения (24), получим

[pic]

(25)

Скорость груза в момент удара может быть найдена из з-на сохранения энергии. Если считать, что трение между грузом и направляющими стержнями осутствует, то потенциальная энергия груза, поднятого на высоту H над
“сваей”, при движении груза вниз перейдет полностью в кинетическую энергию:

[pic]

(26)

где H –высота падения груза и

[pic]

(27)

так как начальная скорость груза равна нулю.

2.2. Порядок выполнения работы
1. Установить подставку в горизонтальном положении.
2. Подключить источник электропитания 6В постоянного тока к установке.
3. Установить груз 6 на расстоянии х=5 см от правой кромки стержня 5.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: bestreferat, сочинение.



Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки