Uniwersytet Śląski WYDZIAŁ TECHNIKI Sosnowiec	SPRAWOZDANIE Z ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH	Kierunek WTZ	Semestr III	Sprawdził
					Data wyk. Ćwiczenia 19.10.02
INSTYTUT PROBLEMÓW TECHNIKI		Temat: Wyznaczanie przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego. Badanie drgań wahadła sprężynowego	Nazwisko i imię Lipnicki Łukasz		Ocena:
ZAKŁAD FIZYKI

I. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

1. PRAWO HOOKE'A:

Naprężenie ciała sprężyście odkształconego jest proporcjonalna do względnego odkształcenia tego ciała. Q = k Δx / x

„k”- to moduł sprężystości zależy od materiału z którego jest wykonane ciało.

Prawo to nie jest spełnione dla dowolnych naprężeń. ale jedynie dla najmniejszych do pewnego naprężenia zwanego granicą proporcjonalności. Po jej przekroczeniu nie stosuje się już prawa Hooke`a . Granicą sprężystości nazywamy takie naprężenie po przekroczeniu którego ciało nie powraca do poprzedniego wymiaru, z dokładnością do 0,003 %

Granicą wytrzymałości nazywamy takie naprężenie po przekroczeniu którego ciało ulega zniszczeniu. Gdy dla ciała istnieje duża różnica pomiędzy wartościami granicy sprężystości i wytrzymałości , to wtedy ciało poddaje się łatwo obróbce plastycznej.

2. MODUŁ YOUNGA:

Przy rozciąganiu sprężystym proces odkształcenia ustaje , gdy siły sprężyste zrównają się z siłą „f” rozciągającą . Wtedy moduł sprężystości nazywamy MODUŁEM YOUNGA

F / S ;=> E Δl / l l - początkowa długość próbki

„ E „ - moduł Younga , równa się naprężeniu jakie , wystąpiło by w badanej próbce, przy zwiększeniu dwukrotnym jej długości : jeśli by było spełnione prawo Hooke`a.

- przy metodzie strzałki ugięcia wyraża się wzorem :
, gdzie
przyjmuje się jako stałą A. Natomiast stosunek siły do strzałki ugięcia można wyrazić jako funkcję ctgα, tak więc E= Actgα, czyli średnia wartość modułu Younga wyraża wzór:

E_śr=Actgα, ctgα=

• natomiast przy metodzie jednostronnego rozciągania został wyrażony jako
  ,

3. WSPÓŁCZYNNIK POISSENA:

Rozciąganiu próbek towarzyszy poprzeczne zwężanie. Stosunek poprzecznego zwężania do podłużnego wydłużania nazywamy współczynnikiem Poissona.

μ = Δd / d : Δ l / l

4.WAHADŁO MATEMATYCZNE:

Wahadło matematyczne jest to punkt materialny, zawieszony na nieważkiej i nierozciągliwej nici. Wahadło, wychylone o mały kąt z położenia równowagi, wykonuje ruch drgający prosty. Okres wahań wynosi:

T = 2

Gdzie:

l - długość wahadła, tj. odległość środka ciężkości ciała zawieszonego od osi obrotu,

g - przyśpieszenie ziemskie.

Stad: g =

5.WŁAŚCIWOŚCI SPRĘŻYSTE CIAŁ STAŁYCH:

Porównując zachowanie się ciał pod wpływem przyłożonych do nich sił, widzimy istotne różnice pomiędzy ich właściwościami w różnych stanach skupienia . Gazu, ściskane z zewnątrz , zacznie zmniejszają swą objętość , ciecze i ciała stałe bardzo nieznacznie. Po ustąpieniu siły ściskającej objętość tych wszystkich ciał powraca do poprzedniej wartości. Można zatem stwierdzić , że: zarówno gazy, jak i ciała stałe posiadają sprężystość objętości, natomiast właściwości odzyskiwania po usunięciu siły odkształcającej swojej pierwotnej postaci nazywamy sprężystością postaci.

Gazy przyjmują zawsze kształt naczynia wypełniając je całkowicie. Ciecze również przyjmują kształt naczynia posiadają jednak w odróżnieniu od gazów powierzchnię swobodną. Ciała stałe posiadają własne kształty . W odróżnieniu od cieczy i gazów :

Ciała stałe posiadają sprężystość postaci.

Pod względem właściwości sprężystych dzielimy zwykle ciała stałe na :

• sprężyste: jeśli nawet stosunkowo duże siły powodują jedynie odkształcenie sprężyste.

• plastyczne: jeśli pod wpływem stosunkowo niewielkich sił ciała ulegają trwałym odkształceniom , ale nie niszczą się.

• kruche: gdy stosunkowo łatwo ciała te ulegają zniszczeniu (skruszeniu) .

6.RUCH HARMONICZNY:

Ruchem harmonicznym nazywamy taki ruch periodyczny, w którym położenie ciała zmienia się w funkcji czasu sinusoidalnie.

7.DRGANIA:

Drganiami nazywamy zjawisko fizyczne, w którym następują okresowe zmiany wielkości charakteryzujących stan układu (np. ruchem drgającym jest ruch powtarzający się w jednakowych odstępach czasu .)

Drgania tłumione: Ruchem harmonicznym tłumionym nazywamy taki ruch, który odbywa się z oporami środka. W takim przypadku energia maleje w czasie, zatem maleje również amplituda drgań, natomiast okres drgań pozostaje wielkością stałą.

Drgania swobodne : drganiami swobodnymi nazywamy takie drgania, które zachodzą pod wpływem początkowego wychylenia ciała z położenia równowagi i którego dalszy ruch odbywa się bez udziału sił zewnętrznych.

8.PRZYŚPIESZENIE ZIEMSKIE:

Przyśpieszenie: jest wielkością wektorową, charakteryzującą zmianę prędkości w ciągu jednostki czasu.

II. CZĘŚĆ PRAKTYCZNA:

---