Всероссийский турнир юных физиков. Катание на диске презентация

Содержание

Слайд 2

Условие задачи

Если на вращающийся в горизонтальной плоскости диск поместить легкий, способный к вращению

предмет (например, кольцо, шарик, диск), он может кататься по диску не падая с него. Исследуйте, как зависит движение тела от существенных параметров.

2

Слайд 3

Экспериментальная установка

Высокоскоростная камера

Вращающаяся платформа

Штативы

Тела разных размеров и масс

Дрель

3

Слайд 4

Демонстрация явления со сферой (120 fps)

4

Слайд 5

Условие задачи

Траектория сферы

Координата Y

Координата X

5

Слайд 6

Демонстрация явления с шаром (120 fps)

6

Слайд 7

Траектория шара

Координата Y

Координата X

7

Слайд 8

Условие задачи

Формула Эйлера

 

 

 

8

Слайд 9

Базовая модель движения

Слайд 10

Условие задачи

Допущения модель Weltner’а

Проскальзывание

 

Klaus Weltner “Stable circular orbits of freely moving ball on

rotating discs”

10

Слайд 11

Условие задачи

Динамика вращающегося тела

 

 

 

 

11

Слайд 12

Условие задачи

Описание движения

 

 

Шар движется по окружности

12

Слайд 13

Условие задачи

Траектория по модели Weltner’а

 

 

 

13

Слайд 14

Условие задачи

Моменты инерции

Сфера

Шар

14

Слайд 15

Условие задачи

Угловые скорости движения по окружности

Сфера

Шар

 

 

15

Слайд 16

Условие задачи

Проверка теории Weltner’а для сферы

Сфера

На практике:

 

16

Слайд 17

Условие задачи

Проверка теории Weltner’а для шара

Шар

На практике:

 

17

Слайд 18

Модель с учетом проскальзывания

Слайд 19

Движение к центру

19

Слайд 20

Условие задачи

Проскальзывание тела

 

20

Слайд 21

 

Силы трения

 

 

 

 

 

21

Слайд 22

Гироскопический эффект

 

 

 

 

22

Слайд 23

Наблюдение прецессии

23

Слайд 24

Условие задачи

Различные положения шара на диске

 

1

4

3

2

24

Слайд 25

Условие задачи

Первое положение шара

 

 

 

 

 

 

 

25

Слайд 26

Условие задачи

Второе положение шара

 

 

 

 

 

 

 

26

Слайд 27

Условие задачи

Третье положение шара

 

 

 

 

 

 

 

27

Слайд 28

Условие задачи

Четвертое положение шара

 

 

 

 

 

 

 

28

Слайд 29

Условие задачи

Связь скоростей

 

 

К центру

От центра

29

Слайд 30

Условие задачи

Качение и проскальзывание

 

 

 

30

Слайд 31

Аналогичное движение

30 км/ч

 

10 км/ч

31

Слайд 32

Условие задачи

Скорости центра масс и точки касания

По “Ю.Ф. Голубев. Основы теоретической механики.”

32

Слайд 33

Момента перехода к качению

33

Слайд 34

 

Расчет времени скольжения

 

 

На практике:

 

По теории:

 

34

Слайд 35

Уравнение движения центра масс тела

 

35

Слайд 36

Расчет радиуса скольжения

 

 

 

На практике:

 

По теории:

 

0

36

Слайд 37

Расчет радиуса качения

 

 

 

 

 

 

37

Слайд 38

Траектория движения тел

 

38

Слайд 39

Траектория движения тел

 

39

Слайд 40

Катание других тел

Слайд 41

Демонстрация явления с кольцом

41

Слайд 42

Траектория кольца

Координата Y

Координата X

42

Слайд 43

Демонстрация явления с диском

43

Слайд 44

Траектория диска

Координата Y

Координата X

44

Слайд 45

Условие задачи

Применение модели Weltner’а

 

 

 

45

Слайд 46

Условие задачи

Моменты инерции

Кольцо

Диск

46

Слайд 47

Условие задачи

Угловые скорости движения по окружности

Кольцо

Диск

 

 

47

Слайд 48

Условие задачи

Проверка теории Weltner’а для диска

Диск

На практике:

 

48

Слайд 49

Условие задачи

Проверка теории Weltner’а для кольца

Кольцо

На практике:

 

49

Слайд 50

Момент силы тяжести

 

 

 

 

50

Слайд 51

Итоги работы

Слайд 52

Итоги работы

Слайд 53

Итоги работы

Слайд 54

Итоги работы

Слайд 55

Итоги работы

Слайд 56

Спасибо за внимание!

Слайд 57

Список литературы

Klaus Weltner (1979) - Stable circular orbits of freely moving balls on

rotating discs.
Ю.Ф. Голубев (2000) – Основы теоретической механики (стр. 514)

Слайд 58

Условие задачи

Сила трения. Коэффициент α.

 

 

Слайд 59

Условие задачи

Преобразования

 

 

Слайд 60

Условие задачи

 

Имя файла: Всероссийский-турнир-юных-физиков.-Катание-на-диске.pptx
Количество просмотров: 108
Количество скачиваний: 0