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

68179. Теоретико-методичні засади реалізації фізичної компоненти Державного стандарту базової середньої освіти 27.99 MB
  Загальна середня освіта протягом останніх років зазнала суттєвих змін як у напрямі законодавчого і нормативного регулювання, так і у створенні й впровадженні в освітню практику нових методичних систем і педагогічних технологій.
68180. ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ ФІЗІОПУНКТУРИ ДЛЯ ОЦІНКИ ТА КОРЕКЦІЇ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ СПОРТСМЕНІВ 322 KB
  Підвищити ефективність профілактики ризику виникнення донозологічних та патологічних станів у осіб, що знаходяться під впливом тривалих психофізичних навантажень, шляхом дослідження можливостей застосування неінвазивних методів фізіопунктури...
68181. ФОРМУВАННЯ ДОСЛІДНИЦЬКОЇ КОМПЕТЕНТНОСТІ МАЙБУТНЬОГО ВЧИТЕЛЯ ХІМІЇ В СИСТЕМІ ВИЩОЇ ОСВІТИ 322.5 KB
  Формування у випускників вищих навчальних закладів освіти вмінь та навичок дослідницької діяльності розглядаємо як одне з основних завдань підготовки майбутнього вчителя. Результати проведеного нами пілотажного дослідження показали недостатню сформованість дослідницької компетентності...
68182. ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГІЧНІ ЗАСАДИ ЗАСТОСУВАННЯ ІННОВАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ У ПІДГОТОВЦІ ФАХІВЦІВ СОЦІОНОМІЧНИХ ПРОФЕСІЙ У ВИЩІЙ ШКОЛІ 801.5 KB
  Зважаючи на багатоаспектне теоретичне обґрунтування компетентнісного підходу та виокремлення різновидів професійних компетентностей у науці не запропоновано цілісного підходу до зясування та формування базових професійних компетентностей у майбутніх...
68183. Синтез робастної електромеханічної системи із розподіленими параметрами механічної частини об’єкту регулювання 821 KB
  Керування багатьма технічними обєктами і технологічними процесами здійснюється за допомогою подовжених конструкцій що звязують приводний двигун із робочим органом. При керуванні такими протяжними об’єктами необхідно враховувати власні механічні коливання обумовлені пружними властивостями...
68184. Фітоіндикація початкових етапів грунтогенезу на рекультивованих землях Нікопольського марганцеворудного басейну 2.04 MB
  Мета дослідити агроекологічні чинники формування родючості і морфологічних ознак техноземів сформованих із різних за літологічним складом розкривних гірських порід і гумусованого шару зонального ґрунту за тривалого сільськогосподарського використання рекультивованих земель в умовах...
68186. РОЗПОВСЮДЖЕННЯ ЗВУКОВИХ ІМПУЛЬСІВ У ХВИЛЕВОДАХ, ЗАПОВНЕНИХ ІДЕАЛЬНОЮ РІДИНОЮ 1.25 MB
  Наукова новизна отриманих результатів: показана можливість використання моделі нестаціонарної пружної хвилі у вигляді періодичної послідовності часових відрізків синусоїди за відсутністю або наявності частотної модуляції з метою дослідження процесу розповсюдження імпульсу у хвилеводі...
68187. ЛІНГВОСЕМІОТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГІПЕРРЕАЛЬНОСТІ В АНГЛОМОВНОМУ ХУДОЖНЬОМУ ТЕКСТІ ЖАНРУ ФЕНТЕЗІ 3.44 MB
  Поставлена мета передбачає розв’язання таких завдань: визначити лінгвосеміотичну природу гіперреальності в художньому тексті жанру фентезі; розробити методику аналізу знаків гіперреальності в англомовному художньому тексті жанру фентезі; змоделювати фрейм гіперреальності в художніх...