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

23 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

69235. Робота з базами даних (списками) в Excel 19.6 KB
  Загальні відомості Організувавши табличні дані у формі списку бази даних користувач одержує можливість виконувати в Excel дії подібні до процедур обробки баз даних у системах керування базами даних. Створення списку Список це таблиця на робочому аркуші побудована за принципами бази даних.
69236. Робота з базами даних (списками) в Excel. Використання розширеного фільтра 62.99 KB
  Расширенный фильтр має додаткові можливості порівняно з Автофильтр а саме: задавати для кількох стовпців умови з’єднані логічним оператором ИЛИ.; задавати три або більше умов для конкретного стовпця з використанням хоча б одного логічного оператора ИЛИ.
69237. Використання консолідації в Excel 20.02 KB
  Вихідні аркуші можуть розміщуватись як у тій самій книзі що й підсумковий аркуш так і в інших. Консолидация можна використовувати різними способами: створити зв’язки даних у підсумковому аркуші з вихідними даними щоб наступні зміни у вихідних аркушах відображалися в підсумковому...
69238. Макроси 18.91 KB
  Перед записом макросу необхідно протестувати його елементи тому що при запису фіксуються всі дії в тому числі і помилкові. Потрібно визначити в яких умовах буде працювати макрос. Якщо макрос служить для форматування тексту або чисел то до початку запису необхідно виділити текст або числа.
69239. РЕАЛІЗАЦІЯ УМОВНИХ КОНСТРУКЦІЙ (ФУНКЦІЇ ЕСЛИ(), СЧЁТЕСЛИ(), СУММЕСЛИ() ТА УМОВНЕ ФОРМАТУВАННЯ) 19.76 KB
  Значеннями в комірках можуть бути числові дані в усіх різновидах логічні значення слова і фрази комірки можуть бути також порожні. Допустимі значення можна задавати як константою так і формулою. Вираз умова подається у вигляді: точного значення якому і мають задовольняти...
69243. Системи трудового і професійного навчання 201.5 KB
  Системи трудового і професійного навчання Поняття системи трудової підготовки. Історія виникнення основних систем трудового і професійного навчання: предметної предметно-операційної операційної операційно-предметної системи ЦШ операційно-комплексної тощо.