Цена 45 000 руб.
Типовой комплект оборудования для лекционных демонстраций по физике, раздел «Механика» ФДМ.
Позволяет демонстрировать эффекты, связанные с законом сохранения момента импульса;
гироскопический эффект и прецессию гироскопа.
Технические данные:
Габаритные размеры, мм 160*×160×*350
Масса, кг 3
Цена: 49 000 руб.
Типовой комплект оборудования для лекционных демонстраций по физике, раздел «Механика» ФДМ.
Установка ФДМ001 дает возможность демонстрировать гироскопический эффект и прецессионное движение гироскопа под действием момента силы тяжести.
Используется совместно с устройством ФДМ 010 (Устройство для разгона гироскопов).
Технические данные:
Габаритные размеры, мм 220×*220×*280
Масса, кг 3.
Внимание! Изображение товара может отличаться от полученного Вами товара.
Производитель оставляет за собой право изменять комплектацию и технические характеристики учебных пособий без предварительного уведомления, при этом функциональные и качественные показатели наглядных пособий не ухудшаются.
Информация о товаре носит справочный характер и не является публичной офертой, определяемой Статьей 437 ГК РФ.
Установка для демонстрации процессии гироскопа и гироскопических сил ФМД 003 (далее — установка) предназначенная для демонстрации гироскопических сил.
Установка входит в состав комплекта гироскопов демонстрационного кабинета «Физика» в высших учебных заведениях.
Устройство предназначено для эксплуатации в помещении при температуре от +10 С до +35 градусов С, относительной влажности до 80 % при температуре + 25С.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Число степеней свободы 3
Диаметр ротора гироскопа, мм, 250-1,15
Время выбега ротора гироскопа, с 100
Время разгона ротора гироскопа до максимальной скорости, с 40
Габаритные размеры установки, мм:
Масса груза, кг, 0,40,05
Масса установки, кг, не более 7
Наработка на отказ циклов, не менее 50000
Средний срок службы до списания, лет, 5
*Дополнительно: Используется с устройством ФДМ 010
НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ
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 определения скорости прецессии гироскопа, измерения угловой скорости вращения маховика гироскопа, 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 градусов С до +35 градусов С, относительной влажности воздуха до 80 % при 25 градусов С.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Диапазон регулирования частоты вращения маховика гироскопа, с-1 от 10 до 120
Масса противовеса, кг 0,175 х 0,001
Электропитание фотодатчиков установки осуществляется от блока электронного ФМ 1/1М напряжением, В 5 х 1
Электропитание электродвигателя установки осуществляется от блока электронного ФМ 1/1М
напряжением, В 30 х2
Мощность электродвигателя, ВхА, 40
Габаритные размеры, мм, :
Масса, кг 7.
Установка обеспечивает возможность проведения ниже перечисленных экспериментов:
а) определение скорости прецессии гироскопа и измерение угловой скорости вращения маховика гироскопа;
б) определение зависимости скорости прецессии гироскопа от угловой скорости вращения маховика гироскопа и момента сил, приложенного к горизонтальной оси гироскопа.
Электропитание блока электронного ФМ 1/1М осуществляется от сети переменного тока
напряжением, В 220 х 22
частотой, Гц 50 х 0,4
Средняя наработка до отказа, циклов, 5000
Средний срок службы до списания, лет, 5
Так же у нас есть следующие установки:
ЦЕНА: 75 000 руб.
Предназначена для изучения законов кинематики и динамики поступательного движения, ознакомления с основными методами физических измерений, оценки достоверности полученных результатов.
ЦЕНА: 75 000 руб.
Предназначена для изучения закона сохранения энергии.
ЦЕНА: 75 000 руб.
Предназначена для изучения законов колебания математического, физического (оборотного) маятников.
Предназначена для изучения законов вращательного движения.
Предназначена для определения скорости полета «снаряда» методом крутильного баллистического маятника и определения моментов инерции твердых тел.
Предназначена для определения коэффициентов трения качения и трения скольжения.
ЦЕНА: 79 000 руб.
Предназначена для изучения законов сохранения импульса и энергии при ударе.
ЦЕНА: 95 000 руб.
Предназначена для определения скорости прецессии гироскопа и измерения угловой скорости вращения его маховика.
ЦЕНА: 79 000 руб.
Предназначена для определения модуля Юнга методом изгиба и модуля сдвига с помощью пружинного маятника.
Установка «Маховик» обеспечивает возможность экспериментального определения момента инерции маховика и проверить справедливость теоремы Штайнера.
Блок ФМ 1/1 необходим для лабораторного комплекса ФМ 1. ФМ1/1 обеспечивает измерение временных интервалов в диапазоне от 1 мкс до 9999 с, формирует постоянные напряжения для питания датчиков электромагнита и электродвигателя, подсчитывает длительность временных интервалов, определяет частоту вращения маховика и скорость прецессии гироскопа.
Результаты измерений отражаются на экране жидкокристаллической панели.
Проводимые лабораторные работы:
Проводимые лабораторные работы:
Внимание! Изображение товара может отличаться от полученного Вами товара.
Производитель оставляет за собой право изменять комплектацию и технические характеристики учебных пособий без предварительного уведомления, при этом функциональные и качественные показатели наглядных пособий не ухудшаются.
Информация о товаре носит справочный характер и не является публичной офертой, определяемой Статьей 437 ГК РФ.
Демонстрирует основные свойства свободного гироскопа в кардановом подвесе, регулярную прецессию, несвободного гироскопа и зависимость угловой скорости прецессии от величины дополнительного груза на подвесе.
Технические данные:
Диаметр ротора гироскопа 120 мм;
масса дополнительного груза 0,06 кг;
Габаритные размеры мм, 210х210х350;
масса 4 Kg.
Гироскоп с тремя степенями свободы (тремя осями вращения), позволяет демонстрировать основные свойства свободного гироскопа в карданном подвесе, регулярную прецессию несвободного гироскопа и зависимость угловой скорости прецессии от величины дополнительного груза на подвесе. причем направления вращения на ней показаны изогнутыми стрелками. Кинетический момент представлен жирной прямой стрелкой, направленной вдоль оси собственного вращения ротора. Момент силы прикладывается нажатием пальца так, что он имеет составляющую, перпендикулярную оси собственного вращения ротора (вторую силу пары создают вертикальные полуоси, закрепленные в оправе, которая связана с основанием). Согласно законам Ньютона, такой момент силы должен создавать кинетический момент, совпадающий с ним по направлению и пропорциональный его величине. Поскольку же кинетический момент (связанный с собственным вращением ротора) фиксирован по величине (заданием постоянной угловой скорости посредством, скажем, электродвигателя), это требование законов Ньютона может быть выполнено только за счет поворота оси вращения (в сторону вектора внешнего момента силы), приводящего к увеличению проекции кинетического момента на эту ось. Этот поворот и есть прецессия, о которой говорилось ранее. Скорость прецессии возрастает с увеличением внешнего момента силы и убывает с увеличением кинетического момента ротора.
Состав:
Состоит из основания, ротора гироскопа в карданном подвесе, стойки для крепления ротора и дополнительного груза.
Используется с устройством ТМд-01 М. (Устройство запуска гироскопа)
Технические характеристики:
Диаметр ротора гироскопа, мм | 120 |
Масса дополнительного груза, кг | 0,06 |
Габаритные размеры, мм | 180×180×350 |
Масса, кг | 3 |
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.