1. Эксперимент с инерционным движением маховика.
Проведём эксперимент с вращением маховика. В качестве маховика используется инерционная катушка от спиннинга. Катушка имеет два диска из тонкого алюминия. На верхнем диске можно устанавливать болты с гайками, тем самым можно изменять массу маховика.
Для опыта установим на верхней катушке 6 болтов на М8, на которых установлены по одной шайбе и одной гайке.
Условно обозначим этот опыт «6х1», что значит на 6-ти болтах установлены по одной гайке.
Катушка (ротор) установлена на статоре. Статор закреплён на тяжёлой станине изготовленной из дерева и металла.
Рис. 1. Общий вид статора и ротора-маховика.
Рис. 2. Общий вид экспериментальной установки.
Маховик будет раскручиваться пусковым электромотором.
Электромотор запитывается от блока питания GSV-1200 с возможностью регулировать выходное напряжение. Изменяя напряжение – от 6-ти до 15-ти вольт, можно регулировать обороты пускового электромотора.
В данном опыте выставим напряжение блока питания – 15 вольт.
Движение маховика будем фиксировать видеосъёмкой с частотой кадров 600 кадров в секунду.
Длина окружности, на которой установлены грузы: 0,33615 метра. Диаметр равен 0,107 метра.
Видео 1. Эксперимент с инерциальным движением маховика в условиях сопротивления среды.
По видео, при помощи программы AVS –редактор (AVS – редактор ver 6.3.3. 235.), составим таблицу.
Каждую точку будем отмечать через 10 оборотов маховика.
время (сек) |
расстояние (М) |
-0.21400000 |
0.00000000 |
0.54000000 |
3.36150000 |
1.33800000 |
6.72300000 |
2.19000000 |
10.08450000 |
3.09800000 |
13.44600000 |
4.07400000 |
16.80750000 |
5.13000000 |
20.16900000 |
6.28000000 |
23.53050000 |
7.54600000 |
26.89200000 |
8.96400000 |
30.25350000 |
10.58600000 |
33.61500000 |
12.51400000 |
36.97650000 |
14.96800000 |
40.33800000 |
18.79400000 |
43.69950000 |
21.15200000 |
44.70795000 |
22.99200000 |
44.96000000 |
Таблица 1. Экспериментальные данные эксперимента для движения маховика.
Программа на компьютере подсчитывает мгновенную скорость на участках между точками.
время (сек) |
СКОРОСТЬ (М/СЕК) |
0.16300000 |
4.45822281 |
0.93900000 |
4.21240602 |
1.76400000 |
3.94542254 |
2.64400000 |
3.70209251 |
3.58600000 |
3.44415984 |
4.60200000 |
3.18323864 |
5.70500000 |
2.92304348 |
6.91300000 |
2.65521327 |
8.25500000 |
2.37059238 |
9.77500000 |
2.07244143 |
11.55000000 |
1.74351660 |
13.74100000 |
1.36980440 |
16.88100000 |
0.87859383 |
19.97300000 |
0.42767176 |
22.07200000 |
0.13701766 |
Таблица 2. Экспериментальные данные эксперимента движения маховика, пересчитанные в скорость.
График экспериментальных данных приведён на рис. 3.
Рис. 3. Экспериментальные данные эксперимента инерционного движения маховика.
На рисунке 6 приведён график уменьшающегося (затухающего) движения. Последняя точка графика – особая – это точка остановки движения тела (ТОДТ). При остановке: происходит явление остановки движения тела (ЯОДТ).
На рисунке 4 приведён график скорости маховика.
Рис. 4. График скорости инерционного движения маховика.