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

70209. Основные понятия экологии. Экосистема - основная функциональная единица в экологии 152 KB
  Окружающая среда совокупность компонентов природной среды земля недра почвы поверхностные и подземные воды атмосферный воздух растительный и животный мир и иные организмы а также озоновый слой атмосферы и околоземное пространство природных и природно-антропогенных объектов...
70211. Техногенні та природні процеси порушення умов життя 155.5 KB
  Відповідно до причин походження подій що можуть зумовити виникнення надзвичайних ситуації на території України розрізняються: Таблиця 1 Класифікація надзвичайних ситуацій Надзвичайні ситуації Техногенного походження Природного походження Соціальнополітичного походження Воєнного походження...
70212. Kryminalistyka a jej wybrane elementy 723 KB
  Kształtowanie przedmiotu nauki kryminalistyki ma pewny historyczny aspekt, treść którego przed ten czas składa dyskusyjny problem. Przedmiot dowolnej nauki rozwija się, doskonalą się jego treść i metody w odpowiedniości do ogólnego gromadzenia naukowych wiedz i socjalnych warunków rozwoju społeczeństwa.
70214. Сущность, функции и основные задачи инвестиционного анализа 140 KB
  В общепринятом смысле инвестиции – осознанный отказ от тек потребления в пользу возможного относительно большего дохода в будущем который как ожидается обеспечит и большее суммарное потребление. По определению инвестиции связаны с затратами и риском это главная особть...
70216. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА 305 KB
  В 1852 году английский исследователь Франкланд ввел понятие валентности (атомности). Валентность выражает способность атома данного элемента вступать в соединение с определенным числом атомов другого элемента. Приняв валентность водорода за единицу, можно считать, что валентность...