14378

Определение модуля сдвига круглого стержня методом крутильных колебаний

Лабораторная работа

Физика

Определение модуля сдвига круглого стержня методом крутильных колебаний Лабораторная работа №7 1. Цели и задачи: определить модуль сдвига круглого стержня методом крутильных колебаний. 2. Приборы и материалы: закрепленный вверху круглый металлический сте

Русский

2013-06-04

116.5 KB

24 чел.

«Определение модуля сдвига круглого стержня методом крутильных колебаний»

Лабораторная работа №7

1. Цели и задачи: определить модуль сдвига круглого стержня методом крутильных колебаний.

2. Приборы и материалы: закрепленный вверху круглый металлический стержень, с прикреплённым к нижнему концу горизонтальным диском; металлическое кольцо, микрометр (цена деления 0,01 мм), секундомер (цена деления 0,2 с), металлическая линейка (цена деления 1 мм).

3. Используемые формулы

Момент инерции кольца вычисляется из его геометрических размеров по формуле

.

Момент инерции диска без кольца:

Модуль сдвига рассчитывается по формуле

,

где L – длина исследуемого стержня в метрах,  r - ёё радиус в метрах,  R1 и  R2 – внутренний и внешний радиусы кольца в метрах,  m – масса кольца в килограммах,  T и   T1 – период крутильных колебаний.

Формулы для расчета погрешности результата эксперимента

Результаты измерений периода колебаний обрабатываются по алгоритму прямых измерений и вычисляется погрешность

, , где - коэффициент Стьюдента (при доверительной вероятности р=0,95), - среднеквадратичная погрешность среднеарифметического значения :

;           

Формула для вычисления ΔG:


4. Схема установки

Описание экспериментальной установки

К нижнему концу зажатого вверху круглого металлического стержня, прикреплён горизонтальный диск. На этот диск может накладываться дополнительно массивное кольцо. На диске нанесена стрелка, которая при положении равновесия должна находиться против неподвижной метки на стене.

5. Порядок выполнения работы

1. Измеряем диаметр стержня микрометром, внутренний и внешний радиусы кольца с помощью металлической линейки. Масса кольца известна.

2. Повернув диск на определённый угол, отпускаем его. Вследствие этого диск начинает совершать крутильные колебания. При помощи секундомера определяем время 50 полных колебаний и определяем период колебаний Т.

3. Определив Т, накладываем на диск концентрически металлическое кольцо и снова определяем период колебаний T1.

Далее обрабатываем результаты измерений и вычисляем модуль сдвига стержня.

6. Экспериментальны данные

1. Результаты измерений параметров кольца и стержня

Величина

r, м

l, м

m, кг

R1, м

R2, м

Результат измерения

0,002970

1,1660

6,320

0,266

0,300

Δx

0,000005

0,001

0,005

0,001

0,001

2. Измерение времени 50 колебаний системы без кольца

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

τ, с

28,7

28,7

28,8

28,8

28,9

29,0

28,9

29,0

28,9

28,9

T, c

0,574

0,574

0,576

0,576

0,578

0,580

0,578

0,580

0,578

0,578

0,577

0,001

0,002

(с учётом погр. приб.)

0,003

3. Измерение времени 50 колебаний системы с кольцом

1

2

3

τ, с

47,0

47,0

47,0

T1, с

0,94

0,94

0,94

 (с учётом погр. приб.)

0,002

7. Обработка результатов измерений

==0,508 (кг/м2)

==0,307(кг/м2)

==

δ=

δ=3,12%

ΔG= =

8. Ответ: , Н/м2

9. Вывод: методом крутильных колебаний определён модуль сдвига круглого стержня.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53141. Правила виконання ранкової гімнастики. Частини обличчя 106.5 KB
  Мета уроку: Практична: Ознайомити учнів із значенням та правилами виконання ранкової гігієнічної гімнастики; Закріплення рухових дій засобами естафет, рухливих ігор; Вивчення та відпрацювання вживання лексики по темі в усному мовленні; Формування навичок монологічного мовлення, сприйняття на слух іншомовних слів, опису людини за малюнком;
53142. Гімнастика до занять у початкових класах 56.5 KB
  Гімнастика до занять вирішує головним чином виховні та оздоровчі завдання. Щодня виконувані фізичні вправи надають сприятливий вплив на організм сприяють формуванню правильної постави виховують звичку до регулярних занять фізичними вправами. Колективне виконання вправ під час гімнастики до занять дисциплінує організовує і згуртовує учнів.
53143. Вплив розвитку дрібної моторики на формування мовлення дітей дошкільного віку 39.21 KB
  В роботі з дітьми а особливо з тими що вже мають порушення мовлення велику увагу необхідно приділяти розвитку функції дрібних м’язів рук. Рухи рук тісно пов’язані з мовленням вони є одним з факторів його формування. Зв’язок рухів руки з мовленням був відмічений ще в 1928 році. Пізніше на основі спеціально проведених дослідів було висунуто думку про те що рухи пальців рук стимулюють розвиток центральної нервової системи і прискорюють розвиток мовлення дитини.
53144. Сценарий внеклассного мероприятия «Путешествие на планету «Гимназия» 50 KB
  Ученик: Мы на планете нашей Всех соберём друзей. Ученик: Педагоги в ней прекрасны Каждый чем – то да хорош. Для нас потом в науку Откроются пути Прославим мы гимназию – И он и я и ты Ученик: Гимназии нашей Пусть парус плывёт Ведь алым зовётся по праву. Может бать откроешь что – то Неизвестное пока Но добьёшься ты чего – то Это уж наверняка Многопрофильность даёт нам Сразу право выбирать Может даже президентом Гимназисты смогут стать Ученик: Нам в гимназии славно живется Многопрофильной стала она.
53145. Сценарій проведення виховного заходу з учнями 5 класу “Посвята в гімназисти” 41 KB
  Місце проведення: актова зала гімназії Обладнання: державні символи атрибути навчального закладу емблема 5Б класу мультимедійний проектор музичний центр.1: У гімназії Слов’янській Всі ми діти всі єдині Вчителі як ті батьки Нас навчають залюбки.1: Сьогодні у 5Б Слов’янської гімназії свято. А чи знаєте ви що гімназії завжди були в історії культури України символом освіченості чистоти та гідності.
53146. Интегрированный урок по русскому языку, природоведению, внеклассному чтению в 4 классе на тему: «Главного глазами не увидишь….» 59 KB
  Цель: Расширить представление учащихся о частях речи, о роли прилагательных в поэтической речи, совершенствование навыков быстрого выразительного чтения. Развитие воображения, наблюдательности, памяти, образного мышления, речи, умения слушать учителя, самостоятельно работать в группах, точно высказывать свою мысль, делать анализ прочитанного. Воспитывать чувство дружбы, отзывчивости.
53148. Глобальні проблеми людства 38 KB
  Річ у тім що паралельно з ним виникає і загострюється ряд проблем які безпосередньо зачіпають інтереси усього людства. Проблеми ці отримали назву глобальних тобто таких що охоплюють не якусь одну країну або групу країн а планету в цілому. Виникла навіть самостійна галузь знань – глобалістика яка вивчає найзагальніші планетарні проблеми сучасного і майбутнього розвитку людської цивілізації.