Исследование закона сохранения момента импульса и гироскопического эффекта. - 4 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Определим угловую скорость прецессии
dt
d
α
=Ω
При постоянной скорости прецессии
tΔ
Δ
=Ω
α
Из треугольника АВС (рис. 7.3) как элемента дуги окружности
ACL Δ=Δ
α
r
,
из треугольника АОС
ϕ
Δ= sinLAC
Следовательно, за время
tΔ
происходит изменение L
r
на величину L
r
Δ
, причем модуль
вектора
L
r
остается неизменным, а направление его и положение оси вращения в пространстве
изменяется на величину
ϕ
α
ΔΔ=Δ sinLL
Полученное выражение подставляем в уравнение (7.6):
tL
L
ΔΔ
Δ
=Ω
ϕ
sin
Используя соотношение для дополнительного момента силы (7.4) и второй закон
динамики (7.5), получаем:
ωϕ
ϕ
ϕ
I
rP
L
rP
L
M
Д
Δ
=
Δ
ΔΔ
=
Δ
=Ω
22
sin
sin
sin
(7.7)
Из формулы (7.7) можно вычислить величину I – момент инерции ротора с диском, если
известны
ΩΔ ,,
2
rP и
ω
.
Зная величину момента инерции ротора с диском и угловую скорость его вращения, можно
определить средний момент сил трения при торможении
>
<
ТР
M . Кинетическая энергия
вращения превращается в работу сил трения:
ϕ
ω
>=<
ТР
M
I
2
2
, (7.8)
где
ϕ
- полный угол, на который повернется ротор за время
ост
t
Δ
от выключения питания
электродвигателя до его остановки.
Считая силу трения и момент сил трения постоянными, можно положить вращение
равнозамедленным, что позволяет легко вычислить величину
ϕ
по измеренным
ω
и
ост
tΔ :
ост
tΔ=
2
ω
ϕ
(7.9)
 Определим угловую скорость прецессии
       dα
Ω=
       dt
 При постоянной скорости прецессии
       Δα
Ω=
       Δt
Из треугольника АВС (рис. 7.3) как элемента дуги окружности
  r
ΔL = Δα ⋅ AC ,
из треугольника АОС
AC = L ⋅ sin Δϕ
                                                      r                  r
 Следовательно, за время Δt происходит изменение L на величину ΔL , причем модуль
             r
вектора L остается неизменным, а направление его и положение оси вращения в пространстве
изменяется на величину
ΔL = Δα ⋅ L ⋅ sin Δϕ
 Полученное выражение подставляем в уравнение (7.6):
              ΔL
Ω=
       L ⋅ sin Δϕ ⋅ Δt

 Используя соотношение для дополнительного момента силы (7.4) и второй закон
динамики (7.5), получаем:
            MД            P2 ⋅ Δr ⋅ sin Δϕ P2 ⋅ Δr
Ω=                    =                   =                                        (7.7)
       L ⋅ sin Δϕ            L ⋅ sin Δϕ      Iω

Из формулы (7.7) можно вычислить величину I – момент инерции ротора с диском, если
известны P2 , Δr , Ω и ω .
 Зная величину момента инерции ротора с диском и угловую скорость его вращения, можно
определить средний момент сил трения при торможении < M ТР > . Кинетическая энергия
вращения превращается в работу сил трения:
Iω 2
     =< M ТР > ⋅ϕ ,                                                                (7.8)
 2
где   ϕ - полный угол, на который повернется ротор за время Δt ост   от выключения питания
электродвигателя до его остановки.
 Считая силу трения и момент сил трения постоянными, можно положить вращение
равнозамедленным, что позволяет легко вычислить величину ϕ по измеренным ω
и Δt ост :
       ω
ϕ=         ⋅ Δt ост                                                                (7.9)
       2