Механика. Электричество (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

________________

ФГБОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

МЕХАНИКА. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Сборник методических указаний

к лабораторным работам

Москва 2013

2

Под редакцией проф.

Составители:

, – лабораторная работа 1М

, – лабораторная работа 2М

, – лабораторная работа 3М

, – лабораторная работа 1Э

, – лабораторная работа 2Э

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Физический практикум призван помочь студентам глубже осознать физические закономерности и приобрести элементарные навыки экспериментирования.

При подготовке к выполнению лабораторных работ рекомендуется:

а) изучить соответствующую тему,

б) ознакомиться с методическими указаниями к лабораторной работе.

Для получения допуска к выполнению лабораторной работы необходимо письменно ответить на вопросы:

а) какое явление изучается и какие величины определяются в данной работе,

б) привести расчетные формулы для величин, указанных в «Заданиях»,

в) привести названия и определения величин, входящих в расчетные формулы, и указать, как находятся их значения.

При выполнении лабораторной работы производятся необходимые измерения. Задания и обработка результатов измерений выполняются самостоятельно, вне занятий.

Оформленные в отдельной тетради отчеты по лабораторным работам представляются преподавателю.

4

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1М

ИЗУЧЕНИЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА

НА МОДЕЛИ КОПРА

В лабораторной работе на основе опытных данных определяются кинематические, динамические и энергетические характеристики тел при поступательном движении.

1.1. Описание работы установки

Для забивания свай в грунт применяется копер, который состоит из двух вертикальных направляющих брусьев, вдоль которых может двигаться тяжелый груз. Падая на сваю с некоторой высоты, груз забивает ее в грунт.

Вертикальный разрез модели копра (по осевой плоскости) показан на рис. 1.1. Груз 4 может перемещаться по направляющим 1 и удерживаться на заданной высоте с помощью затвора 2, установленного на зажиме 3, который закрепляется на направляющих винтом 13. Координаты нижней грани груза определяются по линейке 5. Свая 6 может перемещаться между двумя половинами 7 и 12 разрезной втулки. Груз 10, подвешенный к большому плечу рычага 9, стремится повернуть рычаг вокруг оси 8. Вследствие этого нажимной кулачок 11, которым оканчивается малое плечо рычага, оказывает давление на подвижную половину 7 разрезной втулки. В результате этого между сваей и втулкой возникает сила трения, которая моделирует силу сопротивления грунта. Передвигая груз 10 по большому плечу рычага, можно моделировать силы сопротивления разных грунтов.

Рис.1.1

5

Рис. 1.2

«Рабочий ход» груза копра состоит из трех процессов: 1 – падение груза на сваю (рис. 1.2,а); 2 – удар груза о сваю (рис. 1.2,б); 3 – погружение груза и сваи до полной остановки (рис. 1.2,в).

В начале падения нижняя грань груза имеет координату (рис.1. 2), во время удара – в начале совместного движения груза и сваи – координату , в конце совместного движения – координату . Координаты , , регистрируются с помощью линейки 5.

Таким образом установка позволяет измерить высоту падения груза , равную разности координат и :

и глубину погружения груза совместно со сваей в «грунт» , равную разности координат и :

На основе определенных таким образом величин и и заданных значений масс груза и сваи можно определить кинематические, динамические и энергетические характеристики поступательного движения груза и совместного движения груза со сваей.

1.2. Порядок выполнения работы

1. Установить груз 10 на выбранном расстоянии от оси рычага 9 (модель грунта № 1). Значение записать в таблицу результатов измерений (табл. 1.1).

2. Освободив винт 13, поднять и закрепить зажим 3 на рекомендованной высоте.

3. Поднять груз и закрепить с помощью затвора в зажиме 3.

4. Определить значение координаты нижнего основания груза по линейке 5.

5. Слегка приподняв конец рычага 9 выдвинуть сваю на рекомендованную высоту.

6. Придерживая груз 4 рукой, груз освободить от зажима 3 и поставить на сваю.

7. Определить значение координаты нижнего основания груза по линейке.

8. Поднять груз 4 и закрепить в затворе 2.

9. Освободить груз 4 из затвора 2.

10. После падения груза и удара его о сваю определить координату нижней грани груза y3 по линейке.

6

11. Повторить измерение при тех же значениях ,, (п. п. 3 … 10) еще 2 раза.

12. Повторить измерение при двух других значениях ,, (модели № 2 и № 3).

Таблица 1.1

Номер модели грунта	, м	, м	, м	, м	, м	, м	, Н
1				1
2
3
Среднее значение
2				1
2
3
Среднее значение
3				1
2
3
Среднее значение

1.3. Задания

(для одной из моделей грунта результаты вычислений внести в таблицу 1.2)

1. Вычислить среднее значение координаты нижней грани груза в конце погружения в «грунт» сваи совместно с грузом:

.

2. Выразить через координаты и высоту падения груза и вычислить .