metody měření rychlosti
DESCRIPTION
Roman Pavelka. Metody měření rychlosti. Petr Majling. Motivace. Experiment Vyzkoušet si vybavení laboratoře FJFI Porovnat různé metody měření rychlosti. Úvod. Podle výrobce je úsťová rychlost projektilu 170 m/s. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Metody měření rychlosti
Roman Pavelka Petr Majling
Motivace
Experiment Vyzkoušet si vybavení laboratoře FJFI Porovnat různé metody měření rychlosti
Úvod
Podle výrobce je úsťová rychlost projektilu 170 m/s. Diabolka je velmi malá, lehká a snadno se deformuje.
Nelze využít zákona zachování energie. Používáme
zákon zachování hybnosti. Rychlost je proměnlivá
1. metoda: “Špalíky”
Princip: Střelíme do dřevěného hranolu na dřevěné
desce. Hybnost diabolky je předána špalíku s diabolkou. S
hybností získá kinetickou energii, která je spotřebována
prací třecích sil. Z dráhy uražené špalíkem můžeme
vypočítat původní rychlost. Očekávání: Jednoduchá metoda s nejistou přesností
1. metoda: “Špalíky”, rovnice
v, m ... rychlost a hmotnost diabolky v
1, M … rychlost a hmotnost špalíku
f … součinitel smykového tření špalík/podložka Z. z. hybnosti m v = (m + M) v
1
Kinetická energie Ek = ½ (m + M) v1²
Práce třecích sil W = f g (m + M) s Výsledek v(s) = (2 f g s) (m + M) / m
1. metoda: “Špalíky”, závěr
Výsledky: v = (170 10) m/s f = 0.17 0.04 Zhodnocení: Jednoduché, nenáročné, poměrně přesné
2. metoda: “Kotouče”
2. metoda: “Kotouče”
Princip: Prostřelíme rotující kotouče a rychlost určíme z
rozdílu úhlů. Očekávání: Sofistikovaná a náročná metoda s vysokou
přesností.
2. metoda: “Kotouče”, provedení
Sestavení Určení frekvence motoru Vlastní měření
2. metoda: “Kotouče”, závěr
Výsledky: hodnoty rychlosti ve velkém rozmezí přímková závislost otáček motoru na napětí Chyby: malý poloměr kotouče rezonance improvizovaný stativ Zhodnocení: Selhali jsme v provedení.
3. metoda: Balistické kyvadlo
3. metoda: Balistické kyvadlo
Princip: Střelíme do dřevěného hranolu na závěsu.
Hybnost diabolky je předána hranolu s diabolkou. S
hybností získá kinetickou energii, která se přemění na
potenciální. Z výšky můžeme vypočítat původní rychlost. Očekávání: Jednoduchá metoda, běžně používaná,
relativně přesná
3. metoda: Balistické kyvadlo, rovnice
v, m ... rychlost a hmotnost diabolky v
1, M … rychlost a hmotnost hranolu
Z. z. hybnosti m v = (m + M) v1
Z.z. energie (m + M) g h = ½ (m + M) v1²
Výsledek v(h) = (2 g h) (m + M) / m
3. metoda: Balistické kyvadlo, závěr
Výsledky: v = (200 10) m/s Zhodnocení: Metodu jsme nezvládli úplně, problém s určením výšky,
přesnost je diskutabilní, náročnější než se zdá Chyby Nedokonalé určování výchylky
Závěr
Vyzkoušeli jsme si práci v laboratoři. Z metod vychází nejlépe “špalíky”. Poučili jsme se z chyb. Získali jsme nové poznatky o měření otáček motoru a
součinitele smykového tření.
Poděkování
Petr Vácha, Ladislav Chytka, Pavel Linhart Pracovníci v dílně SÚZ Ing. Svoboda a jeho spolupracovníci v laboratořích
Reference
Informace výrobce (Česká Zbrojovka)
http://www.czub.cz/index.php?p=32&idp=4&ids=12&idz=51&lang=cz
Článek na FyzWebu o špalíkové metodě
http://fyzweb.cuni.cz/dilna/krouzky/strela/strela.htm