KLO-2科里奥利力实验仪

KLO-2科里奥利力实验仪一.概述科里奥利力实验仪主要是由坐标系的转动与物体在动坐标系中的相对运动引起的。该仪器有两套运动机构,分别是旋转运动机构和直线运动机构。直线运动机构会随着旋转运动机构的转动而转动,用传感器测定丝杠螺母上指针的偏转角度,同时还有一位置传感器可以随时获得丝杠螺母的旋转半径,最后通过测得的角度方向判断科氏加速度的方向,通过得到的半径及角度偏转大小计算得到科氏加速的大小。设计背景

KLO-2科里奥利力实验仪

一.概述

科里奥利力实验仪主要是由坐标系的转动与物体在动坐标系中的相对运动引起的。该仪器有两套运动机构,分别是旋转运动机构和直线运动机构。直线运动机构会随着旋转运动机构的转动而转动,用传感器测定丝杠螺母上指针的偏转角度,同时还有一位置传感器可以随时获得丝杠螺母的旋转半径,最后通过测得的角度方向判断科氏加速度的方向,通过得到的半径及角度偏转大小计算得到科氏加速的大小。

设计背景及意义

1. 科氏加速度的发现:

科氏加速度是法国物理学家G.G.Coriolis于1832年研究水轮机转动时提出的。科氏加速度的产生本质上是运动参考系为转动,动点相对于动参考系运动的相互耦合引起的加速度。

2.科氏加速度的重要性

(1)科氏加速度虽不常谈及但对人类的影响却不容忽视。

科氏力错觉自1932年首次明确提出以来,一直受到人们的重视。在死亡事故中,由于飞行错觉所造成的事故发生率高达15%—26%。在飞行中,飞机绕一旋转轴转动时,若舱内飞行员的头部也同时做移动或转动,或者飞行器同时绕两个或者三个轴做转动运动的情况下飞行员就会受到科氏加速度的作用而感受翻转、滚转或旋转的负荷感觉,在空中有时误认方向,有时误认物体。然而引起错觉的科氏加速度阈值仅为0.010—0.0.042  。

(2)一般情况下,对物体的作用主要是地球引力,科氏力作用甚微。但高速运动或者长期作用情况下,科氏力影响显著。例如研究导弹精确制导、卫星发射、航炮射击精度、季风形成,龙卷风的旋转运动等问题时,必须考虑到科氏加速度以及科氏力。

3、生活中的科氏加速度:

田径比赛,比如中长跑项目中,运动员都是按规定向左转弯的,即从上往下看运动员是逆时针跑,作出这样的规定奥秘在于地球自转所引起的科氏效应。

北半球,向北冰洋流去的那些河流河床的东岸总是容易被冲刷。也是由于北流河水科氏加速度向西,这个加速度是河床东岸对河水作用向西的反作用力的结果。反过来,河水必对右岸作用向东的反力即科氏力。

此外汽车在高速公路上运动转弯的过程,科氏力是不能忽略的重要因素。

4、科氏加速度学习难点的分析

现在课堂上讲授科氏力这个概念的时候基本上都是通过繁杂的数学推导及公式演绎出来的结论。同学们缺乏直观地认识,无法在脑海中形成深刻的印象,从而导致对这个概念的理解造成了障碍。

二、主要技术指标

1.主轴电机:12V供电,最大空载转速4800转/分,空载电流180mA,最大功率20W。

2.丝杠机构:螺距:3mm,最大进给速度2cm/s,最大行程68mm。

3.传感器:3轴加速度传感器,最大量程16G,分辨率0.004g。

4.受离心力影响,为保证丝杠正常运行主轴最大可调转速小于240转


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