ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Фрма звіту до лабораторної роботи 118.

1. Завдання.

2. Рисунок установки.

3. Робочі формули з розшифруванням величин.

4. Формули для обчислення похибок:

;

;

;

.

5. Результати вимірювань та обчислень:

6.

; ; .

 

№ за пор. , кг , м Е1, Па 1, Па , % , Па , Па , %
1 - 5            
с/зн. 1,0              

 

; .

 

Аналогічно для 2, 3, 4, 5 кг.

 

7. Кінцеві результати:

8. Висновки

 


Лабораторна робота 119. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРУЖНОЇ ДЕФОРМАЦІЇ КРУЧЕННЯ

 

Завдання: визначити модуль зсуву матеріалу дротини підвісу.

Приладдя:лабораторна установка, мікрометр, штангенциркуль, технічні терези з набором важків, циліндр або інше тіло правильної геометричної форми.

Теоретичний матеріал, який потрібно засвоїти під час підготовки до виконання роботи: деформації твердих тіл, зокрема, кручення та зсуву; закон Гука; модуль зсуву; модуль кручення; момент сили; момент інерції; основний закон обертального руху; крутильні коливання; період крутильних коливань.

Література:

1. Р.5. §§. 5.2 - 5.4;

2. Р.2. §§. 2.12 – 2.14; Р.5 §.5.9.3.

3. §§. 7.11; 11;

4. §. 19.

Опис установки. Модуль зсуву у цій роботі визначають за допомогою крутильного маятника. На основі з чотирма ніжками, висоту яких можна регулювати, закріплені колонка 1, а також електронний блок 2, який складається з мілісекундоміра, лічильника періодів та кнопок керування. На колонці закріплені три кронштейни. Верхній та нижній кронштейни мають затискачі 3, які слугують для закріплення дротин 4, на яких підвішена рамка 5. На середньому кронштейні міститься сталева плита, яка слугує підставкою для фотоелектронного датчика 6, електромагніту 7 та кутової шкали 8.

Конструкція рамки дає змогу закріплювати в ній тягарці за допомогою рухомої поперечини 9, яку можна переміщувати вздовж нерухомих стрижнів та гайок на затискних втулках 10.

Під час коливань маятника світловий потік із лампочки, який падає на фототранзистор, перериває стрілка рамки, унаслідок чого в схемі транзистора генеруються електричні імпульси, які після підсилення у схемі транзистора надходять на вхід мілісекундоміра. За цих умов світлове табло мілісекундоміра безперервно фіксує час та кількість виконаних коливань. Отже, лабораторна установка дає змогу вимірювати період коливань маятника в напівавтоматичному режимі.

Ідея роботи та виведення робочої формули. Як відомо, період коливань крутильного маятника описує формула

, (1)

де І – момент інерції крутильного маятника; b – модуль кручення підвісу крутильного маятника, який залежить від матеріалу та його геометричних розмірів i пов’язаний із модулем зсуву N співвідношенням

, (2)

Завданням роботи є визначення модуля зсуву сталевої дротини (підвісу). Для цього спочатку потрібно визначити модуль кручення b, користуючись формулою для періоду крутильних коливань (1), i, використавши його зв’язок із модулем зсуву N (2), визначити цей модуль. У лабораторній установці крутильні коливання виконує рамка, закріплена на двох (верхньому та нижньому) підвісах. У цьому випадку модуль кручення підвісу b буде складатись із суми модулів кручення верхнього b1 i нижнього b2 підвісів, тобто

, (3)

де D – діаметр дротин підвісу; L1, і L2 – довжина його верхньої та нижньої частин, відповідно.

Оскільки період крутильних коливань рамки описує формула (1), то визначити модуль кручення можна за умови, коли відомі період коливань Т і момент інерції маятника І. Період коливань легко виміряти експериментально, однак момент інерції маятника невідомий. Для того, щоб вилучити з розрахунків момент інерції І, у рамку закріплюють тіло з відомим моментом інерції І1 (y цій роботі – циліндр, момент інерції якого можна обчислити за формулою , де m – маса, а d – діаметр циліндра). Період крутильних коливань системи рамка – циліндр буде визначатись формулою

. (4)

Піднявши до квадрата формули (1) i (4) та розділивши їх почленно, отримаємо

, або

, звідки .

Водночас, із (1) маємо

.

Прирівняємо праві частини двох останніх виразів і вилучимо невідомий момент інерції рамки, звідки

. (5)

Підставимо у формулу (5) вираз для та значення b з формули (3) і одержимо робочу формулу

. (6)

Порядок виконання роботи

1. Приєднати установку до електромережі та натиснути на кнопку „Сеть”.

2. Відпустити кнопку „Пуск” і, повертаючи рамку, наблизити її до електромагніту, який зафіксує її в цьому положенні.

3. Натиснувши на кнопку „Сброс”, виставити нулі мілісекундоміра та лічильника кількості коливань.

4. Натиснути на кнопку „Пуск”. У цьому разі електромагніт відпустить рамку, яка почне виконувати крутильні коливання та ввімкне мілісекундомір i лічильник кількості коливань.

5. Стежити за показом лічильника кількості коливань. Якщо на лічильнику з’явиться цифра 9, натиснути кнопку „Стоп”. Через одне коливання закінчиться вимірювання. На лічильнику кількості коливань з’явиться цифра 10 , а на мілiсекундомірі час t , за який рамка виконала ці коливання.

6. Операції, описані в пунктах 2-5, повторити п’ять разів. Результати вимірювань записати в таблицю.

7. Закріпити в рамці циліндр i виконати п’ять вимірювань часу десяти коливань рамки з циліндром t1; (згідно з пунктами 2 – 6).

8. Обчислити середні значення періодів Т i Т1.

9. Штангенциркулем виміряти довжину верхньої L1 i нижньої L2 частин підвісу, а мікрометром - його діаметр D.

10. За допомогою технічних терезів визначити масу циліндра m, а штангенциркулем виміряти його діаметр d.

11. За усередненими значеннями виміряних величин обчислити за формулою (6) середнє значення модуля зсуву матеріалу дротини підвісу.

12. Оцінити точність виконаних вимірювань та обчислень.

Контрольні запитання

1. З якою метою у цій роботі використовують допоміжне тіло з відомим моментом інерції?

2. Як зміниться період коливань крутильного маятника в разі збільшення (зменшення) його моменту інерції?

3. Запишіть закон збереження енергії для маятника, що виконує крутильні коливання.

4. Як залежить період коливань крутильного маятника від довжини дротин підвісу?

5. Назвіть види деформацій.

6. Що називають відносним зсувом?

7. Яку величину називають модулем зсуву?

8. Запишіть вираз закону Гука для деформації зсуву та кручення.

9. Який зв’язок є між модулем кручення та зсуву?

10. Що називають моментом сили та моментом інерції?

11. Що називають крутильними коливаннями, від чого залежить їхній період?

12. Сформулюйте основний закон обертального руху та запишіть його математичний вираз.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти