Torsyjne, Fizyka


Wyznaczanie współczynnika sztywności

Odkształcenia znikające całkowicie po usunięciu sił zewnętrznych nazywamy odkształceniami sprężystymi. Najprostszymi odkształceniami sprężystymi są czyste odkształcenia objętości i postaci. Pierwsze z nich możemy wywołać działając na ciało w kształcie prostopadłościanu równomiernie rozłożonymi siłami prostopadłymi do jego powierzchni, drugie działając na to ciało siłami stycznymi do jego powierzchni.

Pod działaniem tych sił nastąpi równolegle przesunięcie poziomych warstw prostopadłościanu. Miara odkształcenia względnego jest kąt α o jaki obróci się krawędź prostopadłościanu. Jeżeli odkształcenie jest małe , to zgodnie z prawem Hooke a naprężenie jest proporcjonalne do odkształcenia względnego

τ = F /S = G α

Moduł sztywności G zależy od rodzaju materiału.

Druga zasada dynamiki dla ruchu obrotowego mówi , że moment siły działającej na bryłę sztywną jest równy iloczynowi momentu bezwładności I tej bryły i jej przyspieszenia kątowego α M = I α

0x08 graphic
Opisywane przez nią drgania torsyjne można wywołać w drucie sprężystym osadzonym jednym końcem w uchwycie, jeśli u drugiego końca zawiesimy ciało o osi symetrii leżącej na przedłużeniu drutu. Najlepiej do tego celu nadaje się krążek metalowy K o dużym momencie bezwładności.

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Rys. wahadło torsyjne.

Skręcamy krążek o kąt φ < 2π i wyznaczamy okres drgań T .

Następnie nakładamy dodatkowy krążek K o znanym momencie bezwładności I i wyznaczamy okres T drgań układu.

I Opis ćwiczenia

W doświadczeniu wykorzystujemy dwie metalowe tarcze, zawieszone centralnie na sprężystym drucie.

Mierzymy kolejno długość, masę oraz średnicę wewnętrzną i zewnętrzną dodatkowej tarczy.

Następnie okręcamy tarczę o kąt około 5-7o i mierzymy czas dziesięciu pełnych drgań w celu wyznaczenia okresu. Podobnie postępujemy obciążając układ dodatkową tarczą. Znając te dane obliczmy moduł sztywności.

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
L

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Tarcza dodatkowa Tarcza pierwotna Przyrządy:

  1. Wahadło torsyjne

  2. Śruba mikrometryczna

  3. Suwmiarka

  4. Pomiar kreskowy

  5. Waga

  6. Stoper

II. Tabela

1

2

3

4

5

6

7

8

9

M[g]

2R1[mm]

2R2[mm]

2r[mm]

H[m]

To20[s]

T120[s]

To [s]

T1[s]

1

471,2

194

12,1

0,58

73

132

224,5

6,6

11,2

2

471,1

198

12,4

0,57

73,5

136,5

224,3

6,8

11,2

3

471,3

195

12

0,56

73

133,1

226

6,65

11,3

  1. masa dodatkowej tarczy stalowej

  2. średnica zewnętrzna dodatkowej tarczy stalowej

  3. średnica wewnętrzna dodatkowej tarczy stalowej

  4. średnica drutu wahadła

  5. długość drutu wahadła

  6. czas 20 okresów drgań wahadła bez dodatkowej tarczy stalowej

  7. czas 20 okresów drgań wahadła z dodatkową tarczą stalową

  8. okres drgań wahadła z dodatkową tarczą stalową

III Obliczanie wartości średnich

0x01 graphic
gdzie n - ilość wyrazów

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

IV Obliczanie okresów

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

V. obliczanie niepewności pomiarowych

- dla m Δm=(471,2-471,1)=0,1

- dla 2R1 Δ2R1=(195,6-194)=1,6

- dla 2R2 Δ2R2=(12,16-12)=0,16

- dla 2r Δ2r=(0,57-0,56)=0,01

- dla h Δh=(0,731-0,730)=0,001

- dla to20 Δ to20=(133,86-132)=1,86

- dla t120 Δ t120=(224,93-224,3)=0,63

- dla To ΔTo=(6,68-6,6)=0,08

- dla T1 ΔT1=(11,23-11,2)=0,03

VI Obliczanie współczynnika sztywności

0x01 graphic
7,98519947238*1010Pa

VII. Obliczanie odchylenia standardowego

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

VIII Obliczenia warunku błędów. ( korzystamy z zależności odchylenia standardowego współczynnika sztywności.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x08 graphic

IX Obliczamy dokładność pomiaru współczynnika sztywności.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

1

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Drgania proste harmoniczne wahadło rewersyjne i wahadło torsyjne, fizyka labo
WAHADŁO TORSYJNE, Fizyka
wahadlo torsyjne, Akademia Morska, I semestr, FIZYKA, Fizyka - Laboratoria
fizyka, Napięcie powierz.-stalagmometr i waga torsyjana
Wahadło torsyjne, Budownictwo-studia, fizyka
Wahadlo torsyjne, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
cw 14 - Wyznaczanie napięcia powierzchniowego cieczy za pomocą wagi torsyjnej, Sprawozdania jakieś,
wahadło torsyjne moje sanpopr2, Transport Polsl Katowice, 2 semestr, Fizyka, Fizyka Ja
wahadło rewersyjne i wahadło torsyjne, Budownictwo-studia, fizyka
Wahadło torsyjne laborki fizyka
FIZYKAA
Fizyka 0 wyklad organizacyjny Informatyka Wrzesien 30 2012
Badania fizykalne kostno stawowo mięśniowy
Badanie fizykalne kości, mięśni i stawów
Sieci komputerowe fizyka informatyka
Badanie fizykalne1
Fizyka j c4 85drowa

więcej podobnych podstron