background image

Laboratorium Podstaw Fizyki 

Temat i nr. Ćwiczenia 

Ćw. 12: Wyznaczanie modułu sztywności metodą 
dynamiczną. 

Prowadzący 
 

Dr inż. Liliana Bujkiewicz 

Wykonawca( nr indeksu, wydział ) 

Justyna Szymaoska (199469, Wydział chemiczny) 

Termin zajęd 

Czw. 17:05-18:45 

Data 

14.03.2013 

Ocena 

 

 

I. 

Cel dwiczenia 

 

Wyznaczanie modułu sztywności drutu metodą sprężystych drgao obrotowych. 

 

Rys: Schemat układu pomiarowego. 

 

 

 

 

background image

II. 

Przebieg pomiarów 

 

 

 

l[cm] 

 

m[g] 

 

s[mm] 

 

t

1

[min] 

 

t

2

[min] 

 

1. 

 

0,59 

 

62,3 

 

310,10 

 

140,00 

 

5,48,90 

 

7,00,76 

 

2. 

 

0,59 

 

62,4 

 

310,00 

 

140,00 

 

5,49,20 

 

 

7,00,94 

 

3. 

 

0,60 

 

62,4 

 

310,10 

 

140,00 

 

5,48,46 

 

7,00,62 

 

d – średnica drutu mierzona za pomocą śruby mikrometrycznej o dokładności 0,01 mm, 

l – długośd drutu mierzona przyrządem o dokładności 1 mm, 

m – masa dodatkowej tarczy, 

s – średnica dodatkowej tarczy K mierzona za pomocą suwmiarki o dokładności 0,02 mm, 

t

1

 – czas trwania n=50 drgao nieobciążonej tarczy M (bez tarczy K), 

t

2

 – czas trwania n=50 drgao tarczy obciążonej (tarcza M z tarczą K). 

 

III. 

Obliczenia 

Średnia wartośd średnicy  

 

3

00

,

140

00

,

140

00

,

140

s

140,00[mm] 

 

 

 

background image

Średnia wartośd średnicy d i jej niepewnośd 

 

3

60

,

0

59

,

0

59

,

0

d

0,5933(3)≈

0,593 

 

 

 

 

 

0033416

,

0

593

,

0

60

,

0

593

,

0

59

,

0

593

,

0

59

,

0

1

3

3

1

2

2

2

d

s

0,0034 

 

 

3

2

2

de

s

x

x

    gdy 

x

S

 >  ∆de 

3

de

x

 gdy 

x

S

 < ∆de 

∆de=0,01 [mm] 

S

d

=0,0034 < 0,01  więc  

00577

,

0

3

de

S

d

0,006 

 

Średnia wartośd czasu t

1

 i jej niepewnośd 

 

)

3

(

8533

,

348

3

46

,

348

20

,

349

90

,

348

1

t

348,85[s] 

0,01 – dokładnośd stopera 

0,3 – czas reakcji 

∆t

=  0,01 + 0,3 = 

0,31

 

background image

Średnia wartośd czasu t

2

 i jej niepewnośd 

 

)

3

(

7733

,

420

3

62

,

420

94

,

720

76

,

420

2

t

420,77[s] 

0,01 – dokładnośd stopera 

0,3 – czas reakcji 

∆t

2

 = 0,01 + 0,3 = 

0,31

 

Wyznaczanie 

a = t

2

2

 – t

1

2

 

a=420,77

2

 – 348,85

2

 = 55351,0704≈

55350 

Niepewnośd 

1

1

2

2

1

1

2

2

2

2

t

t

t

t

t

t

a

t

t

a

a

 

∆a=2*420,77*0,31 + 2*348,85*0,31=260,88 + 216,29=477,17≈

480

 

Moduł sztywności drutu 

2

1

2

2

4

2

2

16

t

t

d

n

mls

G

 

396

,

6709

38

,

476310

0473

,

55358

*

1212

,

0

2500

*

0196

,

0

*

62

,

9720

85

,

348

77

,

420

59

,

0

50

*

14

,

0

*

624

,

0

*

07

,

310

*

24

,

50

2

2

4

2

2

G

70,99 

Niepewnośd względna metodą pochodnej logarytmicznej 

a

a

d

d

l

l

m

m

G

G

4

 

55350

480

593

,

0

006

,

0

4

6237

,

0

03

,

0

07

,

310

03

,

0

G

G

0,098   

∆G = 0,098 * 70,99 = 6,95702≈

6,96

 

background image

G=(70,99±6,96)GPa 

 

IV. 

Wnioski 

Wartośd wyliczonego współczynnika jest bliska wartości tabelarycznej. W doświadczeniu użyto drutu 
stalowego G=80*GPa+. Błędy w pomiarze zostały spowodowane niedokładnością przyrządów 
pomiarowych .