ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ФИЗИКИ
Отчет по лабораторной работе № 7
На тему: Измерение модуля сдвига материала проволоки методом крутильных колебаний.
Выполнил: Евстигнеев В.А.
Зезегов А.К.
Специальность: ИЗОС
Курс: 1
Форма обучения: очная
Проверил: Асадуллин Ф. Ф.
Цель работы: Измерение модуля сдвига проволоки методом крутильных колебаний.
h | Время колебаний, сек. | Т1 | Т2 | |
Без грузиков т1 | С грузиком т2 | |||
13,77 | 15,53 | 0,6889 | 0,788 | |
20,40 | 24,40 | 0,68 | 0,813 | |
27,85 | 32,80 | 0,696 | 0,8215 | |
Среднее значение Т1 | 0,687 | 0,8075 | ||
Среднее значение Т2 | 0,471 | 0,652 |
Обеспечивающие средства: Крутильный маятник, линейка, секундомер.
L | 31см |
m | 35 гр. |
r | 18 см |
R | 1мм |
Ход выполнения решения:
Вычисление погрешности:
- Упругая деформация – деформация, которая исчезает после окончания действия на неё приложенных сил, т.е. после удаления вызвавшей её нагрузки. В основе упругих деформаций лежат обратимые смещения атомов металлов от положения равновесия.
2. Относительное удлинение - отношение абсолютного удлинения или уменьшения, т. е. приращения длины линейного элемента или образца или части их при растяжении, к их первоначальной длине. Относительное удлинение показывает, какую часть от первоначальной длины составляет абсолютное удлинение, измеряется в процентах.
Нормальное напряжение - составляющая вектора механического напряжения, перпендикулярная к плоскости сечения. Напряжение называется нормальным, если проекция напряжения на площадку, к которой оно приложено, равна нулю. Нормальное напряжение пропорционально относительному удлинению.
3. Коэффициент Пуассона — абсолютная величина отношения поперечной к продольной относительной деформации образца материала. Этот коэффициент зависит не от размеров тела, а от природы материала, из которого изготовлен образец. Коэффициент Пуассона и модуль Юнга полностью характеризуют упругие свойства изотропного материала.
|
U — коэффициент Пуассона;
E — деформация в поперечном направлении (отрицательна при осевом растяжении, положительна при осевом сжатии);
e — продольная деформация (положительна при осевом растяжении, отрицательна при осевом сжатии).
4. Принцип суперпозиции - результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил. Наиболее известен принцип суперпозиции в электростатике, в которой он утверждает, что напряженность электростатического поля, создаваемого в данной точке системой зарядов, есть сумма напряженностей полей отдельных зарядов.
Принцип суперпозиции может принимать и иные формулировки, которые полностью эквивалентны приведённой выше:
- Взаимодействие между двумя частицами не изменяется при внесении третьей частицы, также взаимодействующей с первыми двумя.
- Энергия взаимодействия всех частиц в многочастичной системе есть просто сумма энергий парных взаимодействий между всеми возможными парами частиц. В системе нет многочастичных взаимодействий.
-Уравнения, описывающие поведение многочастичной системы, являются линейными по количеству частиц.
5. Деформация (сдвиг) - вид продольной деформации, возникающий в том случае, если сила прикладывается касательно его поверхности. . Модулем сдвига называется отношение касательного напряжения к сдвиговой деформации.
|
Модуль сдвига связан с модулем Юнга через коэффициент Пуассона:
V-значение коэффициента Пуассона для данного материала.
6. Крутильная жесткость
7. Определение крутильных колебаний:
8. Гибкость стержня — отношение расчетной длины стержня к наименьшему радиусу инерции его поперечного сечения. Чаще, в поперечном сечении стержня наряду с изгибающим моментом возникает также и поперечная сила. Такой изгиб называют поперечным. При прямом поперечном изгибе в сечениях стержня возникает изгибающий момент Мх и поперечная сила Qy, которые связаны с нормальными и касательными напряжениями.