3B Scientific Rotating System on Air Bed (230 V, 50__60 Hz) User Manual
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cinematica e della dinamica in esercitazioni
scolastiche e pratiche.
Un piccolo disco rotante con scala angolare sostiene
un'asta trasversale (manubrio) per il supporto di pesi.
Il disco rotante poggia su un cuscino d’aria e pertanto
consente movimenti rotatori praticamente in assenza
di attrito, in quanto l’asse di rotazione è preimpostato
mediante un centraggio. Il peso della massa di
azionamento agganciata ad una corda viene
trasmesso tramite una puleggia e un rullo graduato.
Grazie all’attrito molto scarso bastano momenti
torcenti molto bassi per attivare i movimenti rotatori,
cosicché l’influenza dell’inerzia della massa in
accelerazione rimane anche con momenti d’inerzia
minimi del sistema al disotto di valori millesimali. I
movimenti rotatori che si protraggono per parecchi
secondi possono essere facilmente rilevati anche ad
occhio nudo e con un cronometro manuale.
Per misurazioni di precisione è possibile utilizzare un
contatore digitale che viene attivato dall’unità di
Start/Stop e si arresta al passaggio attraverso lo zero
del segnale di un sensore di riflesso laser.
Il generatore di corrente d’aria del sistema rotante a
sostentamento pneumatico U8405680-115 è
predisposto per una tensione di rete di 115 V (±10 %),
mentre quello del sistema U8405680-230 è
predisposto per una tensione di 230 V (±10 %).
Il set supplementare per sistema rotante a
sostentamento pneumatico U 8405690 consente la
conduzione di esperimenti per l'analisi di oscillazioni
di torsione e movimenti rotatori senza attrito con un
disco rotante di grandi dimensioni.
3. Fornitura
1 unità con disco rotante
1 disco rotante con asta del manubrio
1 rullo graduato
1 unità Start/Stop
3 ganci ad S (2x 1 g, 1x 2g)
1 set di pesi (2x 12,5 g, 2x 25 g, 2x 50 g)
1 generatore di corrente d’aria con alimentatore ad
innesto
1 tubo di silicone con rubinetto
1 puleggia
1 tubo di supporto, lungo
1 tubo di supporto, corto
1 asta di sostegno, 250 mm
1 disco di livellamento
1 rocchetto di filo da cucire
4. Dati tecnici
Scala angolare:
0 – 360°
Divisione scala:
1°
Lunghezza dell'asta del manubrio:
ca. 440 mm
Raggi della guida forata:
30 – 210 mm
Ampiezza della guida forata:
20 mm
Raggi del rullo graduato:
5 / 10 / 15 mm
Momento d’inerzia del disco
rotante con asta manubrio:
ca. 0,9 g/m
2
Momento d’inerzia max.:
ca. 7,1 g/m
2
Momento torcente min.:
ca. 0,05 mN/m
Momento torcente max.:
ca. 0,60 mN/m
5. Basi generali
Analogamente all’equazione del moto newtoniana
relativa ai movimenti di traslazione si può affermare:
un corpo rigido montato in modo girevole con un
momento d’inerzia J è soggetto ad un’accelerazione
angolare
α, quando il momento torcente
(1)
α
⋅
= J
M
.
viene applicato. Se agisce un momento torcente
costante, il corpo compie un movimento rotatorio con
un’accelerazione angolare uniforme.
Il corpo ruota nel tempo t intorno all’angolo
(2)
2
2
1
t
⋅
α
⋅
=
ϕ
.
Ne consegue quindi che per l’accelerazione angolare
α
(3)
2
2
t
ϕ
⋅
=
α
e
(4)
2
t
π
=
α
con
°
=
ϕ 90
Il momento torcente M risulta dalla rotazione della
forza peso di una massa in accelerazione m
M
, che
interviene alla distanza r
M
rispetto all’asse di rotazione
del corpo.
(5)
g
m
r
M
⋅
⋅
=
M
M
2
81
9
s
m
,
g
=
: Accelerazione di caduta
Se sull’asta a manubrio del sistema rotante si
applicano altre due masse m
J
ad una distanza fissa r
J
rispetto all’asse di rotazione, il momento d’inerzia
aumenta secondo
(6)
2
0
2
J
J
r
m
J
J
⋅
⋅
+
=
J
o
: Momento d’inerzia senza aggiunta di masse