LU205 - Otáčivý pohyb vrtule

Pomůcky

zdroj regulovatelného stejnosměrného napětí 0 až 12 V, motorek na 12 V s vrtulí, počítač, ISES, modul optická závora

Úkoly

1. Určete dobu jedné otáčky (periodu) T vrtule pro napětí na motorku 2 V, 3 V, 4 V, …až 9 V.
2. Nakreslete graf: Závislost doby otáčky T na napětí U. Proložte vhodnou křivku.

Výklad

Vrtule koná při stálém napětí rovnoměrný otáčivý pohyb. Během jedné otáčky zakryje vrtule optickou závoru dvakrát.

Vypracování

U / V	2	3	4	5	6	7	8	9
T / s	. , . . .	. , . . .	. , . . .	. , . . .	. , . . .	. , . . .	. , . . .	. , . . .

zvolené měřítko:	na ose U:	1 cm ≈ 1 V
	na ose T:	1 cm ≈

Závěr

Z grafu a tabulky odpovězte na následující otázky:

1. Jak se mění doba jedné otáčky při zvýšení napětí na motorku?
2. Pokuste se určit, jaká by byla doba jedné otáčky při napětí 7,5 V.
3. Pokuste se určit, jaké by muselo být napětí na motorku, aby doba jedné otočky byla 0,080 s.

Provedení

Optickou závoru připojíme do kanálu A, spustíme ISES a založíme nový experiment.

Nastavení: Doba měření 0,5 s , vzorkování 1000 Hz, start manuální.

Stiskneme OK. Na obrazovce je připravené okno s časovou osou nastavenou na 0,5 s, graf se zatím nevykresluje. Napětí motorku nastavíme na 2 V a opatrně vsuneme roztočenou vrtuli do optické závory. Po stisknutí ENTER se provede měření.

Snížíme napětí, aby se vrtule zastavila.

Nyní pomocí „zpracování měření“ a nástroje „odečet rozdílu“ určíme v polovině hloubky zatmění dobu T jedné otočky (dvě zakrytí).

Červenými šipkami nahradíme experiment a stiskneme OK. Zvýšíme napětí na 3 V, aby se vrtule roztočila, a postup opakujeme až do napětí 9 V. Při vyšších otáčkách je vhodné použít nástroj lupa.

UPOZORNĚNÍ: Nezvyšujte napětí přes 10 V. Motorek by se spálil!

Výsledky

U / V	2	3	4	5	6	7	8	9
T / s	0,133	0,095	0,071	0,063	0,056	0,050	0,048	0,047

Závěr

1. S rostoucím napětím se doba jedné otáčky zkracuje. Nejprve je pokles rychlý, později už není tak výrazný.
2. Z grafu lze odměřit, že při napětí 7,5 V je doba jedné otáčky přibližně 0,050 s.
3. Z grafu lze odměřit, že pro T = 0,080 s by muselo být na motorku napětí přibližně 3,6 V.

Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014