Metody měření rychlosti

Prezentace na téma: "Metody měření rychlosti"— Transkript prezentace:

1 Metody měření rychlosti
Roman Pavelka Petr Majling

2 Motivace Experiment Vyzkoušet si vybavení laboratoře FJFI
Porovnat různé metody měření rychlosti

3 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

4 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

5 1. metoda: “Špalíky”, rovnice
v, m ... rychlost a hmotnost diabolky v1, M … rychlost a hmotnost špalíku f … součinitel smykového tření špalík/podložka Z. z. hybnosti m v = (m + M) v1 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

6 1. metoda: “Špalíky”, závěr
Výsledky: v = (170 ± 10) m/s f = 0.17 ± 0.04 Zhodnocení: Jednoduché, nenáročné, poměrně přesné

7 2. metoda: “Kotouče”

8 2. metoda: “Kotouče” Princip: Prostřelíme rotující kotouče a rychlost určíme z rozdílu úhlů. Očekávání: Sofistikovaná a náročná metoda s vysokou přesností.

9 2. metoda: “Kotouče”, provedení
Sestavení Určení frekvence motoru Vlastní měření

10 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.

11 3. metoda: Balistické kyvadlo

12 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

13 3. metoda: Balistické kyvadlo, rovnice
v, m ... rychlost a hmotnost diabolky v1, 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

14 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

15 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.

16 Poděkování Petr Vácha, Ladislav Chytka, Pavel Linhart
Pracovníci v dílně SÚZ Ing. Svoboda a jeho spolupracovníci v laboratořích

17 Reference Informace výrobce (Česká Zbrojovka) Článek na FyzWebu o špalíkové metodě