Nr ćwiczenia 102 |
Data 5 III 2003 |
Imię i Nazwisko Tomasz Przymusiak |
Wydział BL-TOB |
Semestr 2 |
Nr grupy lab. 3 |
Prowadzący Aneta Waszkowiak |
Przygotowanie |
Wykonanie |
Ocena |
1.Opis doświadczenia. Wstęp teoretyczny.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie modułu sztywności posługując się metodą dynamiczną. Metoda ta używana jest przede wszystkim dla cienkich prętów i drutów. W metodzie dynamicznej badany drut przymocowany jest górnym końcem do nieruchomego uchwytu, zaś na dolnym końcu zawieszony jest wibrator. Wibrator składa się z dwóch skrzyżowanych prętów zaopatrzonych w kolki umożliwiając nakładanie dodatkowych obciążeń.
Gdy wibrator zostanie skręcony o pewien kąt, w drucie wystąpi moment sił sprężystości, starający się przywrócić stan równowagi. Zwolniony wibrator będzie wykonywał ruch drgający. Moment siły jest proporcjonalny do kąta wychylenia, co jest podstawowa własnością ruch harmonicznego.
Zestaw ćwiczeniowy:
Drut umocowany w uchwycie
Wibrator z obciążnikami
Suwmiarka, śruba mikrometryczna
Waga
Sekundomierz
Przebieg ćwiczenia oraz wzory umożliwiające dokonanie obliczeń:
Zmierzenie długości badanego drutu.
Wyznaczenie średnicy badanego drutu (wykonujemy 10 pomiarów w celu określenia średniej średnicy drutu)
Wyznaczenie okresu drgań wibratora obciążonego wstępnie mierząc czas dla 10-20 wahań:
Zmierzyć średnicę walców obciążających wibrator
Wyznaczyć masy ciężarków walcowych
Zmierzyć odległości kołków wibratora od jego środka
Wyznaczyć okres wahań wibratora obciążonego dla kilku rozkładów mas
Obliczyć moduł skręcania
Obliczyć średnią arytmetyczną wyników i przeprowadzić dyskusję błędów
Użyte wzory:
po przekształceniach otrzymujemy:
|
gdzie: I - moment bezwładności D - moment kierujący
gdzie: I1 - wzrost modułu bezwładności T1 i T2 - okresy drgań wibratora
gdzie: G - moduł skręcania l - długość mierzonego drutu
gdzie: l - długość drutu r - promień drutu T - okres drgań wibratora nieobciążonego T1 - okres drgań wibratora obciążonego znanymi masami
gdzie: N- ilość walców m - masa walców R - promień walca d - odległość osi walców od wibratora |
2