8 (495) 724-93-09
lab.texnika@ya.ru
Машина Атвуда. ФМ-11Установка лабораторная предназначена для исследования равноускоренного прямолинейного движения тел.
С помощью лабораторной установки можно проводить следующие эксперименты:
Состав устройства:
На основание установки закреплена стойка с миллиметровой шкалой.
Сверху установки установлен блок, через который переброшена нить с креплениями для подвешивания наборных грузов.
Блок представляет собой электромагнит, с помощью которого через электронный блок фм 1/1 фиксируется блок.
Снизу крепится кронштейн с фотодатчиком.
Все электропитание подается через электронный блок ФМ1/1 на электромагнит, фотодатчик и так же через ФМ1/1 производится отсчет времени.
Блок электронный (включен в комплект установки).
Блок электронный ФМ1/1 (секундомер) предназначен для проведения лабораторных работ по физике в школах и в высших учебных учреждениях по дисциплине «Физические основы механики».
Технические данные электронного блока ФМ1/1
Отображение измеряемых величин на 3-х и 4-х разрядных индикаторах;
Режим измерения: в цикле или однократно.
Обеспечение проведения опытов по механике на 9 лабораторных установках, так же с помощью ФМ 1/1 можно следить за управлением гироскопом с измерением скорости вращения маховика гироскопа и скорости прецессии;
Питание:
- Напряжение питания — 220В, 50Гц;
- Потребляемая мощность — 30 Вт.
Данные для измерения:
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФМ-11:
Основные технические данные
Стоимость установки в месте с электронным секундомером 70 000 рублей с НДС. Срок отгрузки 15 дней.
входят следующие лабораторные установки:
НАЗНАЧЕНИЕ
Установка лабораторная маятник Максвелла предназначена для проведения лабораторных работ по курсу
«Физика», раздел «Механика», в высших учебных заведениях. Установка также может быть использована
в колледжах, лицеях, техникумах, ПТУ.
Установка отвечает наиболее прогрессивному направлению в реализации современных методов проведения лабораторных работ.
Установка обеспечивает возможность изучения закона сохранения энергии.
Установка помогает обучаемым глубже понять основные физические закономерности и приобрести элементарные навыки проведения экспериментов.
Установка эксплуатируется в помещении при температуре от + 10 С до + 35 С, относительной влажности воздуха до 80 % при 25 С.
Лабораторные и технические характеристики:
Маятник Максвелла. Определение момента инерции тел и проверка закона сохранения энергии.
Относительная погрешность при проведении экспериментов не более 10 %.
Электропитание блока электронного ФМ 1/1 осуществляется от сети переменного тока
Маятник Максвелла:
а) максимальный ход маятника, мм, не менее 350
б) количество сменных колец, шт. 2
в) масса сменных колец, кг 0,18 0,018
0,27 0,027
0,36 0,036
г) абсолютная погрешность измерения хода маятника, мм, не более 2
д) абсолютная погрешность измерения времени раскручивания маятника, мс, не более 5
е) габаритные размеры в сборе, мм, не более:
-длина 250
-ширина 210
-высота 540
ж) масса , кг, не более 6
з) средняя наработка до отказа маятника Максвелла,
циклов, не менее 5000
и) изучение с помощью маятника Максвелла закона сохранения энергии:
1) определение теоретического значения ускорения движения центра тяжести маятника;
2) определение экспериментального значения ускорения движения центра тяжести маятника;
3) определение относительной погрешности полученных значений;
Средняя наработка до отказа, циклов, 5000 циклов
Средний срок службы до списания, лет, 5
Маятник Максвелла представляет собой диск, закрепленный на горизонтальной оси и подвешенный бифилярным способом.
На диск надеваются кольца для того, чтобы можно было менять массу, и, следовательно, момент инерции маятника.
Маятник удерживается в верхнем положении электромагнитом. При выключении электромагнита маятник Максвелла, вращаясь вокруг горизонтальной оси, опускается вертикально вниз с ускорением. При этом выполняется закон сохранения энергии, т.е. потенциальная энергия поднятого маятника переходит в кинетическую энергию поступательного и вращательного движения.
________________________________________________________________________________________________________
Другими словами, энергия не может возникнуть из ничего и не может в никуда исчезнуть, она может только переходить из одной формы в другую.
Поскольку закон сохранения энергии относится не к конкретным величинам и явлениям, а отражает общую, применимую везде и всегда, закономерность, то правильнее называть его не законом, а принципом сохранения энергии.
Частный случай — Закон сохранения механической энергии —механическая энергия консервативной механической системы сохраняется во времени. Проще говоря, при отсутствии диссипативных сил (например, сил трения) механическая энергия не возникает из ничего и не может никуда исчезнуть.
Так же у нас есть следующие установки:
Гироскоп в кардановом подвесе.
В этом приборе имеются три оси вращения, взаимно перпендикулярные и пересекающиеся в одной точке: ось АА1 наружного кольца подвеса, ось ВВ1 внутреннего кольца и ось СС1 ротора гироскопа (ось гироскопа). Гироскоп в кардановом подвесе.
Если общий центр тяжести подвижных частей прибора – ротора и двух колец – совпадает с точкой пересечения трех осей вращения прибора, то гироскоп сохраняет равновесие при любом положении его ротора – равновесие является безразличным. Такой гироскоп называется уравновешенным или астатическим.
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГИРОСКОПА
Если ротор уравновешенного гироскопа не вращается, то достаточно слегка ударить по прибору, чтобы его ось вышла из первоначального положения и начала поворачиваться в соответствии с направлением силы удара. Это движение будет продолжаться, пока силы трения не остановят прибор в каком-то новом равновесном положении. Если же привести ротор гироскопа в быстрое вращение, то реакция его на действие внешних сил будет совершенно иной. Если теперь ударить по гироскопу, то его ось почти не изменит своего положения, и остановится сразу же после прекращения действия силы – ось гироскопа приобрела устойчивость, и эта устойчивость тем больше, чем больше угловая скорость вращения и момент инерции ротора. Изменится и направление движения оси: если к вращающемуся гироскопу приложить пару сил, стремящихся повернуть его около оси, перпендикулярной к оси его вращения, то он станет поворачиваться около третьей оси, перпендикулярной к первым двум. В этом и заключается так называемый гироскопический эффект.
Эти, парадоксальные на первый взгляд, свойства гироскопа могут быть поняты на основании следующего рассмотрения. Представим себе для простоты гироскоп в виде кольца KLMN, неизменно связанного с осью ОО’ (рис. 12.2) и вращающегося вокруг этой оси в направлении, указанном стрелкой.
Действие пары сил на гироскоп.
При поворачивании оси ОО’ в плоскости рисунка на малый угол j, она займет положение О1О1’, а кольцо KLMN перейдет в положение K1LM1N. При этом линейные скорости вращения всех точек кольца, кроме точек K и M, изменят свои направления. В точках K и M векторы скорости сместятся лишь параллельно самим себе: изменения для них равны нулю. Для точек L и N изменение скорости будет наибольшим, причем для точки L вектор будет направлен вниз, а для точки N – вверх. Для промежуточных точек кольца численные изменения скорости будут лежать в пределах от 0 до , причем для всей половины кольца KLM эти изменения направлены вниз, а для всей половины кольца MNK – вверх. Чтобы вызвать такие изменения скоростей, к оси надо приложить пару сил F и F’, лежащих в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа. Таким образом, для того, чтобы повернуть ось вращения гироскопа ОО’ вокруг направления LN, нужно приложить пару сил, стремящихся повернуть его вокруг перпендикулярного направления KM; гироскоп стремится расположить ось своего вращения таким образом, чтобы она образовывала возможно меньший угол с осью вынужденного вращения и чтобы оба вращения совершались в одном и том же направлении.
Действие пары сил на гироскоп.
Силы, приложенные к связям, удерживающим ось, равны силам F и F’, но направлены в противоположные стороны. Они носят название гироскопических сил.
Чтобы получить количественное соотношение между силами, действующими на гироскоп, и изменением положения его оси, рассмотрим движение волчка, опирающегося на горизонтальную подставку в точке О и вращающегося вокруг своей оси ОО’ с угловой скоростью w). Пусть в некоторый момент времени волчок занимает наклонное положение, как показано на рисунке, и его ось составляет с вертикалью угол j. На волчок действует пара сил FF’ с моментом M (сила тяжести и реакция опоры, трением мы пренебрегаем), стремящаяся наклонить его ось еще больше. Благодаря гироскопическому эффекту ось отклоняется в перпендикулярном направлении, в результате чего волчок не падает, а начинает вращаться вокруг вертикальной оси OZ так, что его ось описывает коническую поверхность. Такое движение называется прецессией.
Найдем связь между угловой скоростью прецессии и моментом сил М. Момент количества движения волчка равен (12.1)
где I — его момент инерции относительно оси ОО’. Вектор направлен по оси волчка. (Равенство (12.1) не вполне точно, так как волчок участвует одновременно в двух вращательных движениях – вращении вокруг своей оси и прецессии около оси OZ. Но так как скорость прецессии невелика, ее влиянием на величину и направление вектора можно пренебречь). Согласно правилу моментов скорость изменения момента количества движения равна моменту внешних сил, действующих на волчок:
За бесконечно малый промежуток времени вектор получает перпендикулярное себе приращение
лежащее в горизонтальной плоскости. Следовательно,.
Но есть, очевидно, угловая скорость прецессии .(Заметим, что, так как момент сил в нашем случае – величина постоянная, то постоянной будет и угловая скорость прецессии). Подставив в последнее выражении, получим:
а, учитывая векторный характер величин, можем написать. (12.2)
По этой формуле можно определить величину и направление угловой скорости прецессии, если известен момент сил, действующих на гироскоп. Из формулы (12.2) также видно, что момент сил определяет не угловое ускорение (как это было для невращающегося гироскопа), а угловую скорость прецессии. Значит, как только внешнее воздействие прекращается (), ось гироскопа останавливается. Если воздействие было кратковременным, то ось успеет повернуться только на очень малый угол. Таким образом, видно, что гироскоп приобрел устойчивость.
Схема установки
В нашей работе телом гироскопа служит электромотор 1 с маховиком 2, укрепленный на одном конце массивного стержня 3. На другом конце стержня имеется противовес 4, предназначенный для создания свободной уравновешенной системы относительно горизонтальной оси и получения момента внешних сил, вызывающих прецессию гироскопа. Прецессия гироскопа вызывается смещением противовеса вдоль стержня. Таким образом, момент сил, вызывающих прецессию, M равен разности моментов, создаваемых противовесом в неуравновешенном и уравновешенном состояниях, , где m – масса противовеса вместе с контргайкой, – плечо уравновешенного, а – плечо неуравновешенного гироскопа. Скорость вращения гироскопа и скорость прецессии определяются блоком управления.
Выполнение работы
При помощи регулировочных опор основания 5 по уровню гироскопа отрегулировать положение основания.Передвигая противовес 4, добиться того, чтобы система находилась в положении равновесия. С помощью штангенциркуля измерить расстояние от конца стержня 3 до ближайшей плоскости противовеса. Убедиться в том, что ось невращающегося гироскопа смещается по направлению действующих сил. При помощи кнопок блока управления включить электродвигатель гироскопа, установить скорость 6000 об/мин. Убедиться в отсутствии прецессии.Сместить противовес на несколько делений в любую сторону. При помощи штангенциркуля измерить расстояние от конца стержня до ближайшей плоскости противовеса l1.
Определить Dl1 по формуле: (12.3)
Включить электродвигатель и с помощью таймера блока определить время t1 поворота прецессирующего гироскопа на угол 180 градусов. Определить скорость прецессии по формуле: (12.4)Повторить измерения периода прецессии при нескольких (5-6) скоростях вращения ротора гироскопа w. Силы трения в роторе не дают возможности получать малые скорости вращения. Кроме того, чем больше скорость вращения, тем более устойчив гироскоп. Поэтому рекомендуется проводить измерения при скоростях не меньших, чем 1500 об/мин.Выполнить пп. 3-5 при других смещениях противовеса l (3-4 значения).Определить массу противовеса путем взвешивания.Представить результаты наблюдения графически, откладывая по оси абсцисс частоту , а по оси ординат – произведение . Точки в пределах ошибок наблюдения должны лежать на прямой, параллельной оси абсцисс (для каждого значения M будет своя прямая). Из этих наблюдений определить значение момента инерции гироскопа I.
Установка также может быть использована в колледжах, лицеях, техникумах, ПТУ.
Установка обеспечивает возможность определения модуля Юнга и модуля сдвига различными методами, ознакомления с основными методами физических измерений,
оценки достоверности полученных результатов.
Установка помогает обучаемым глубже понять основные физические закономерности и приобрести элементарные навыки проведения экспериментов.
Установка эксплуатируется в помещении при температуре от + 10 С до + 35 С, относительной влажности воздуха до 80 % при 25 С.
Установка «Модуль Юнга», «Модуль сдвига» — предназначена для проведения лабораторных работ по курсу «Физика», раздел МЕХАНИКА
в высших учебных заведениях. Машина также может быть использована в колледжах, лицеях, техникумах, ПТУ.
Установка эксплуатируется в помещении при температуре от + 10 °С до + 35 °С, относительной влажности воздуха до 80 % при 25 °С.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Установка «Модуль Юнга»
а) количество исследуемых образцов (пластин), шт. 2
б) размеры исследуемых образцов, мм:
— толщина 0,8 ± 0,08
— ширина 12 ± 0,5
— длина 120-0,2
в) материал исследуемых образцов: сталь пружинная,
бронза;
г) максимальная величина прогиба, мм 5
д) габаритные размеры в сборе, мм :
— длина 260
— ширина 250
— высота 515
е) масса, кг 3,5
Установка «Модуль сдвига»
а) количество исследуемых образцов (пружин), шт. 2
б) параметры исследуемых пружин:
— диаметр проволоки, мм 0,8-0,08; 1-0,1
— диаметр пружин, мм 20-0,5
— число витков пружин 28
в) габаритные размеры в сборе, мм:
— длина 250
— ширина 210
— высота 515
г) масса, кг 3,5
Стойка вертикальная
а) диапазон измерения миллиметровой шкалы, мм от 50 до 400
б) цена деления шкалы, мм 1 ± 0,1
з) средняя наработка до отказа установки,
циклов 5000
и) изучение с помощью установки «Модуль Юнга» «Модуль сдвига»:
к) определение модуля Юнга методом изгиба.
Так же у нас есть следующие установки:
Маятник Обербека. ФМ-14
Установка лабораторная «Маятник Обербека» — предназначена для проведения лабораторных работ по курсу «Физика», раздел «Механика», в высших учебных заведениях. Установка также может быть использована в колледжах, лицеях, техникумах, ПТУ.
Установка удовлетворяет наиболее прогрессивное направление в реализации современных методов проведения лабораторных работ.
Установка дает возможность изучения законов вращательного движения, ознакомления с основными методами физических измерений, оценки достоверности полученных результатов.
Установка помогает обучаемым глубже понять основные физические закономерности и приобрести элементарные навыки проведения экспериментов.
Установка эксплуатируется в помещении при температуре от + 10 С до + 35 С, относительной влажности воздуха до 80 % при 25 С.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ:
Длина стержней крестовины (от оси вращения крестовины), мм 150 1;
Количество подвижных грузов крестовины, шт. 4;
Масса подвижного груза, кг 0,114 0,005;
Диаметры двухступенчатого шкива, мм
40 0,5;
70 0,5;
Количество наборных грузов, шт. 1
Масса наборного груза, г 150 1;
Масса основного груза, г 50 0,5;
Масса разновесов, г 10 0,1;
20 0,2;
50 0,5;
Количество разновесов, шт., 4 в том числе: 1 10 г.:
2 20 г.;
1 50 г.;
Время опускания наборного груза, с, 9,999;
Максимальное перемещение наборного груза, мм 250;
Диапазон измерения миллиметровой шкалы вертикальной стойки, мм от 50 до 400 Цена деления шкалы, мм 1 0,1;
Электропитание электромагнитного тормоза установки осуществляется от ФМ 1/1 (электронный блок) напряжением, В 8 2;
Электропитание фотодатчика установки осуществляется от блока электронного ФМ 1/1 напряжением, В 5 1;
Измерение интервалов времени осуществляется в диапазоне, с от 1.10-3 до 9999 .10-3;
Габаритные размеры, мм:
длина 340;
ширина 240;
высота 570;
Масса: 8 кг.
Установка обеспечивает возможность проведения ниже перечисленных экспериментов:
а) Изучение законов вращательного движения:
1) Определение теоретического значения момента инерции системы грузов;
2) Определение экспериментального значения момента инерции системы грузов;
3) Определение относительной погрешности полученных значений;
4) Определение момента сил трения, действующих на ось маятника.
Относительная погрешность при проведении любого эксперимента не более 10 %.
Электропитание блока электронного ФМ 1/1 осуществляется от сети переменного тока
Средняя наработка до отказа, циклов, не менее 5000
Средний срок службы до списания: 5 лет
Сведения о содержании цветных металлов приведены в приложении А.
Так же в лабораторный модульный комплекс «Физические основы механики» ФМ 1 входят установки:
ФМ-11, ФМ-12, ФМ-13, ФМ-15, ФМ-16, ФМ-17, ФМ-18, ФМ-19, ФМ-22
Установка обеспечивает возможность определения модуля Юнга и модуля сдвига различными методами, ознакомления с основными методами физических измерений, оценки достоверности полученных результатов.
Установка помогает обучаемым глубже понять основные физические закономерности и приобрести элементарные навыки проведения экспериментов.
Установка эксплуатируется в помещении при температуре от + 10 С до + 35 С, относительной влажности воздуха до 80 % при 25 С.
Установка включает в свой состав:
основание, вертикальную стойку, 2-ва кронштейна, кронштейн для установки фотодатчика, фотодатчик, наборный груз, устройство нагружения образца, часовой индикатор, две призматические опоры для установки исследуемого образца (пластины), набор образцов (пластин), узел крепления вертикально подвешиваемых сменных пружин, набор цилиндрических винтовых пружин растяжения.
Основание снабжено тремя регулируемыми опорами и резьбовым отверстием для фиксации вертикальной стойки.
Вертикальная стойка выполнена из металлической трубы.
Кронштейны имеют зажимы для крепления на вертикальной стойке и элементы фиксации фотодатчика.
Фотодатчик предназначен для подсчета периодов колебаний груза на пружине.
Устройство нагружения образца представляет собой скобу с призматической опорой и узлом подвески наборного груза.
Установка работает от блока электронного ФМ 1/1, который в комплект поставки входит.
Количество исследуемых образцов (пластин), шт. 2
Размеры исследуемых образцов, мм:
толщина 0,8 0,08
ширина 12 0,5
длина 120-0,2
Материал исследуемых образцов: сталь пружинная, бронза
Максимальная величина прогиба, мм, не более 5
Количество исследуемых образцов (пружин), шт. 2
Параметры исследуемых пружин:
диаметр проволоки, мм 0,8-0,08; 1-0,1
диаметр пружин, мм 20-0,5
число витков пружин 28
Количество наборных грузов, шт. 1
Масса наборного груза, г 150 1
Масса основного груза, г 50 0,5
Масса разновесов, г 10 0,1
20 0,2
Установки лабораторные ФМ-11, ФМ-12, ФМ-13, ФМ-14, ФМ-15, ФМ-16, ФМ-17, ФМ-18, ФМ-19, ФМ-22
Определение момента инерции тела динамическим методом . ФМ-22
НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ
Установка лабораторная ФМ-22
предназначена для проведения лабораторных работ курс «Физика», раздел «Механика», в высших учебных учреждениях.
Установка также может быть использована в колледжах, лицеях, техникумах, профтехучилищах.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Масса диска маховика, кг.: 6305
Количество дополнительных грузов, штук: 4
Масса дополнительного груза, грамм: 200
Масса наборного груза, грамм: 150
Масса разновесов, грамм: 50
Количество разновесов, штук: 3
Диаметр диска, мм 130
Диаметр расположения центров масс дополнительных
грузов на диске, мм 114
диаметр шкива с нитью, мм 40
Максимальное перемещение наборного груза, мм, 450
Габаритные размеры в сборе, мм,:
Масса, кг: 7
Точность измерения перемещения подвеса, мм. 1 — 0,5.
Питание установки сеть: 220В 50 Гц.
Потребляемая мощность , Вт 40
Установка «Маховик» обеспечивает возможность экспериментального определения момента инерции маховика и проверить справедливость теоремы Штайнера.
Комплект поставки
| № п.п. |
Наименование и условное обозначение |
Количество |
|
|
1 2 3 4 5 6 7 8 |
Установка лабораторная «Определение момента инерции тела динамическим методом» ФМ 22 Груз дополнительный Груз наборный Нить Флажок-указатель Датчик перемещения подвеса Кабель Электронный секундомер |
1 шт. 4 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт |
ТАК ЖЕ В ТИПОВОЙ КОМПЛЕКТ УЧЕБНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЛАБОРАТОРИИ «ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ». ФМ
входят следующие лабораторные установки:
Установка лабораторная
НАЗНАЧЕНИЕ
Предназначена для проведения лабораторных работ по курсу Физика, раздел «Механика», в высших учебных заведениях.
Так же установка используется в колледжах, лицеях, техникумах.
Установка отвечает наиболее современному и прогрессивному направлению в реализации современных методов проведения лабораторных работ.
Установка обеспечивает возможность изучения законов колебания математического и физического (оборотного) маятников,
ознакомления с основными методами физических измерений, оценки достоверности полученных результатов.
Установка помогает обучаемым глубже понять основные физические закономерности и приобрести элементарные навыки проведения экспериментов.
Установка эксплуатируется в помещении при температуре от +10 С до +35 С, относительной влажности воздуха до 80 % при 25 С.
Установка позволяет проводить лабораторные эксперименты:
Относительная погрешность при проведении любого эксперимента не более 10 %.
Электронный блок ФМ 1\1 входит в состав учебной лабораторной установки.
Технические данные:
Установка работает от сети переменного тока:
Напряжением, В 220;
Частотой, Гц 50.
Средняя наработка до отказа, циклов, не менее 5000.
Средний срок службы до списания: 5 лет.
Так же в раздел Механика. ФМ. входят лабораторные установки: