Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika proporcjonalności c oraz modułu sprężyści postaciowej materiału sprężyny G. Badane są dwie sprężyny które są najpierw ściskane oddzielnie a następnie w układzie szeregowym i równoległym.
Współczynnik c jest wyznaczony z zależności:
Moduł sprężystości wyznaczamy z zależności:
a niepewność ze wzoru:
Wymiary sprężn:
D1 |
[mm] |
42,1 |
D2 |
[mm] |
65 |
d1 |
[mm] |
4,9 |
d2 |
[mm] |
7,9 |
n1 |
|
5 |
n2 |
|
7 |
Gdzie:
D-średnica sprężyny
d-średnica drutu sprężyny
n-liczba zwojów sprężyny
Niepewności
obliczone były jako niepewność pomiarów nie bezpośrednich:
Teoretycznie wartość
wynosi :
a jej niepewność:
Natomiast teoretycznie wartość
wynosi:
a niepewność:
Korzystając z powyższych zależności dostajemy następujące wyniki:
|
|
wartość |
niepewność |
G1 |
[GPa] |
72 |
13 |
G2 |
[GPa] |
115 |
10 |
c1 |
[mm/N] |
0,072 |
0,011 |
c2 |
[mm/N] |
0,034 |
0,002 |
cr |
[mm/N] |
0,025 |
0,003 |
csz |
[mm/N] |
0,076 |
0,004 |
wartości wyzn teoretycznie |
|
||
crt |
[mm/N] |
0,023 |
0,002 |
cszt |
[mm/N] |
0,106 |
0,012 |
W obliczeniach korzystaliśmy z wartości
oraz
:
|
x max |
u(x) |
Pmax |
u(P) |
|
[mm] |
[da N] |
||
spreż. 1 |
46,3 |
7,2 |
64,5 |
2,1 |
spręż 2 |
36,8 |
1,0 |
106,8 |
6,9 |
równoległe ściskanie |
38,8 |
3,6 |
154,5 |
6,7 |
szeregowe ściskanie |
85,0 |
2,2 |
112,0 |
4,7 |
Wnioski: