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

38282. Нематериальные активы 38 KB
  Нематериальные активы – это немонетарный актив, который не имеет материальной формы, может быть идентифицирован (обособлен от предприятия) и содержится предприятием с целью исполнения более одного года или операционного цикла, если он превышает, для производства, торговли, административных целей, сдачи в аренду.