Wrocław dn. 7.12.94

LABORATORIUM FIZYKI OGÓLNEJ

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 3

TEMAT: Wyznaczanie modułu sztywności metodą

dynamiczną.

1. OPIS TEORETYCZNY.

Ciało nazywamy sprężystym, jeżeli odkształcenia, wywołane działającymi na nie siłami, znikają zupełnie po usunięciu tych sił.

Istotę sprężystości można zrozumieć rozważając chociażby w przybliżeniu strukturę wewnętrzną ciała stałego. Każde ciało jest zbudowane z atomów lub cząsteczek, między którymi działają siły nazywane międzycząsteczkowymi. Siły te są w ciałach stałych na skutek małych odległości międzycząsteczkowych na tyle duże, że cząsteczki są dzięki temu uporządkowane, tworząc regularną strukturę przestrzenną, nazwaną siecią krystaliczną. Każda cząsteczka, nazywana w taki przypadku również węzłem sieciowym ma swoje położenie równowagi, wokół którego wykonuje niewielkie, chaotyczne, zależne od temperatury ciała drgania. Powstanie stanu równowagi trwałej wynika z faktu, że między każdymi dwiema cząsteczkami występują dwojakiego rodzaju siły : przyciągania oraz odpychania, o niejednakowej zależności od odległości międzycząsteczkowej, przy czym siły odpychania rosną zawsze znacznie bardziej wraz ze zbliżaniem się cząsteczek niż siły przyciągania.

Prawo Hooke'a formułuje zależność między naprężeniem a odkształceniem:

Jeżeli naprężenia w ciele są dostatecznie małe ,to wywołane przez nie odkształcenia względne są do nich wprost proporcjonalne.

2. WYZNACZENIE MODUłU SZTYWNOŚCI.

1. Pomiar długości drutu l

Położenie zamocowania górnego	cm	0.50.1
Położenie zamocowania dolnego	cm	63.00.1
Długość drutu (l )	cm	62.50.2

2. Pomiar średnicy drutu d.

Lp.	d	d
	mm	mm
1	0,58	0,01
2	0,59	0,01
3	0,59	0,01
4	0,58	0,01
5	0,57	0,01
6	0,58	0,01
Wartość średnia	0,58	0,01

3. Pomiar średnicy tarczy dodatkowej b.

Lp	b	b
	mm	mm
1	140,2	0,1
2	138,3	0,1
3	139,6	0,1
4	140,1	0,1
5	140,4	0,1
6	140,4	0,1
Wartość średnia	140,4	0,1

4. Wyznaczenie masy tarczy dodatkowej m.

Masa tarczy dodatkowej m

g

310,40,1

5. Wyznaczenie czasu t trwania n drgań nieobciążonej tarczy i czasu t1 trwania drgań tarczy obciążonej.

Lp	n	t1		t1		T1		t		t		T
		s		s		s		s		s
1	3	23,51		0,01		7,83		19,88		0,01		6,63
2	3	23,52		0,01		7,84		18,27		0,01		6,09
3	3	23,53		0,01		7,84		22,27		0,01		7,42
Wartość średnia			23,52		0,01		7,84		20,14		0,01		6,71
4	5	39,09		0,01		7,82		32,52		0,01		6,50
5	5	39,07		0,01		7,82		33,33		0,01		6,67
6	5	39,17		0,01		7,83		36,52		0,01		7,30
Wartość średnia			39,11		0,01		7,82		34,12		0,01		6,82
7	8	62,50		0,01		7,81		50,72		0,01		6,34
8	8	62,58		0,01		7,82		50,72		0,01		6,34
9	8	62,54		0,01		7,82		50,71		0,01		6,34
Wartość średnia			62,54		0,01		7,82		50,72		0,01		6,34
10	10	77,96		0,01		7,80		65,44		0,01		6,54
11	10	77,93		0,01		7,79		65,52		0,01		6,55
Wartość średnia				77,95		0,01		7,80		65,48		0,01		6,55

6. Wyznaczenie wartości G.

Lp.	n	G	G	G
		GPa	%	GPa
1	8	80,4	7,5	6,0
2	10	94,1	7,5	7,1

3. ZESTAW PRZYRZĄDÓW.

Wahadło torsyjne,

Miara milimetrowa,

Śruba mikrometryczna,

Suwmiarka,

Waga laboratoryjna,

Elektroniczny licznik okresu i czasu.

4. UWAGI I WNIOSKI.

Przeprowadzone ćwiczenie potwierdziło założenia teoretyczne.Podczas pomiaru średnicy tarczy dodatkowej nie uwzględniono czterech pierwszych pomiarów ze względu na dużą rozbieżność wyników. Wyznaczając czas trwania 3 i 5 drgań tarczy z obciążeniem i bez obciążenia pomiary były bardzo rozbieżne,więc nie zostały wprowadzone do wyznaczenia modułu sztywności.. Największy wpływ na błąd wyznaczenia G miał błąd pomiaru średnicy drutu. Wynosił on 1.7 %.

---