Turtureanu Radu, Mecatronică aplicată, anul II

Studiul pendulului fizic

1. Noțiuni teoretice

1.1. Noțiuni despre pendulul matematic

Fig. 1.1. Reprezentarea componentelor forțelor care apar la un pendul matematic de masă m

Unde:

ε – accelerația unghiulară a pendulului matematic;ω – viteza unghiulară a pendulului matematic;T – perioada de oscilație a pendulului matematic;m – masa pendulului matematic;g – accelerația gravitațională.

1

Turtureanu Radu, Mecatronică aplicată, anul II

1.2. Noțiuni despre pendulul fizic

Fig. 1.2. Reprezentarea componentelor forțelor care apar la un pendul fizic de masă m

2. Partea experimentală

Fig. 2.1. Standul experimental

2.1. Momentul de inerție al pendulului fizic analizat

Cu ajutorul softului CATIA s-a determinat momentul de inerție necesar studiului acestui pendul fizic.

2

Turtureanu Radu, Mecatronică aplicată, anul II

2.2. Perioada pendulului fizic

Cunoscându-se valoarea momentului de inerție, a masei m precum și a distanței h de la centrul de greutatea al pendulului fizic până la axa de rotație, perioada pendulului fizic va avea următoarea valoare:

2.3. Modul de lucru

După montarea tuturor accesoriilor standului experimental (Keylogger, cabluri de conexiune) și realizarea setărilor corespunzătoare în programul MultiLab s-a pus în mișcare pendulul fizic și s-a urmărit graficul ce descrie mișcarea acestuia, putându-se observa cum valoarea amplitudinii scade în timp și că perioada rămâne constantă. S-a repetat experimentul pentru mai multe valori ale unghiului θ de pornire a oscilației.

2.3.1. Primul experiment

Fig.2.3.1.1. Mișcarea descrisă de pendulul fizic pentru un unghi de pornire, θ = 4,50

3

Turtureanu Radu, Mecatronică aplicată, anul II

2.3.2. Al doilea experiment

Fig. 2.3.1.2. Mișcarea descrisă de pendulul fizic pentru un unghi de pornire, θ = 7,310

2.3.3. Al treilea experiment

Fig. 2.3.1.3. Mișcarea descrisă de pendulul fizic pentru un unghi de pornire, θ = 12,810

4

Turtureanu Radu, Mecatronică aplicată, anul II

2.4. Determinarea erorilor (absolută și relativă)

Unde:

εa – eroarea absolută;Tt – valoarea teoretică;Te – valoarea experimentală.

Pentru toate cele trei determinări valoarea experimentală are aceeși valoare Te = 0,98 s.

5