Міністерство освіти і науки України
Національний університет „ Львівська політехніка “
Кафедра фізики
ЗВІТ
Про виконанн лабораторної роботи №13
Визначення модуля зсуву
Мета роботи: використовуючи метод кручення, визначити модуль зсуву матеріалу дротини.
Прилади і матеріали: крутильний маятник, секундомір, штангельциркуль, тягарці.
Короткі теоретичні відомості:
Деформацією наз. зміна форми або об’єму тіла, викликана будь-якою дією на нього. Види деформації: одностороннього розтягу (стиску), чистого зсуву, кручення, згину.
Деформація зсуву – це деформація твердого тіла, при якій всі його плоскі шари, паралельні деякій площині (площині зсуву), не змінюються за формою, а лише зміщуються паралельно один до одного. При цьому змінюється форма тіла без зміни його об’єму.
Модуль зсуву – це величина, що чисельно дорівнює тангенціальній напрузі, при якій tg( = 1, тобто кут зсуву ( = 450.
Деформація зсуву (8*(2*m*(L22 – L12))/(T22 – T12).
Деформація кручення G*(*R4/2*L.
Період коливання крутильного маятника T = 2*(*√d/f.
Розрахункова формула для визначення модуля зсуву:
G = (256*(2*m*(L22 – L12)*L)/(T22 – T12)*D4.
Задані величини:
Маса тягарця m = (0,390 ± 0,001)кг;
Довжина дротини L = (1.12 ± 0.005).
Фізичні величини, які вимірюються прямим способом:
dшп – діаметр шпильки; D – діаметр дротини; L01 – довжина між дротиною та шпилькою а; L02 - – довжина між дротиною та шпилькою b.
Основні характеристики приладів:
Крутильний маятник складається з вертикальної дротини Д завдовжки L, нерухомо закріпленої верхнім кінцем в кронштейні К, і горизонтальної планки П, симетрично прикріпленої до нижнього кінця дротини.
До планки прикріплені чотири шпильки: осі шпильок а і а1 віддалені від осі дротини Д на відстань L1 , осі шпильок b і b1 віддалені від осі дротини на відстань L2 . На шпильки можуть насаджуватися циліндричні тягарці, масою m кожен.
Таблиці результатів вимірювань ( величини, розмірності похибки прямих вимірювань):
ТАБЛИЦЯ №1
№
dшп, м
(dшп, м
D,м
(D, м
L01, м
(L01, м
L02, м
(L02, м
1
0,00955
0,0001
0,0036
0,0001
0,1088
0,0005
0,1582
0,0005
2
0,00957
0,0001
0,0037
0,0001
0,106
0,0005
0,1566
0,0005
сер
0,00956
0,0001
0,00365
0,0001
0,1074
0,0005
0,1574
0,0005
ТАБЛИЦЯ №2
№
L1, м
(L1, м
L2, м
(L2, м
T1, с
(T1, с
T2, с
(T2, с
1
0,102225
4,30%
0,151625
4,10%
0,548
0,03
0,732
0,03
2
0,099365
4,20%
0,149965
4%
0,503
0,04
0,738
0,03
3
0,100795
4,20%
0,150995
4%
0,513
0,04
0,734
0,03
сер
0,100785
4,20%
0,150848
4%
0,533
0,04
0,735
0,03
Обчислення шуканої величини за робочою формулою:
G1 = (256*3,14*0,39*(0,1516252 – 0,1022252)*1,12)/(0,7322 – 0,5482)*0,003654 = = 1,098*1010;
G2 = (256*3,14*0,39*(0,1499652 – 0,099365)*1,12)/(0,7382 – 0,5032)*0,003654 = = 0,855*1010;
G3 = (256*3,14*0,39*(0,1509552 – 0,100795)*1,12)/(0,7342 – 0,5132)*0,003654 = = 0,905*1010;
Gсер = (256*3,14*0,39*(0,1508482 – 0,100785)*1,12)/(0,7352 – 0,5332)*0,003654 = 0,973*1010;
Обчислення похибок (формули та розрахунок):
((Gсер)= ln256(рівний 0) + (ln(/ln((нехтуємо) + (2*L2*(L2+2*L1*(L1)/(L22 – -L12) + (L/L + (2*T2*(T2+2*T1*(T1)/ (T22 – T12);
((Gсер) = ((2*0,150848*0,04 + 2*0,100785*0,042)/(0,1508482 – 0,1007852) + +0,005/1,12 + (2*0,735*0,03 + 2*0,533*0,04)/(0,7322 – 0,5332))*100% = 54,74%.
Запис кінцевого результату:
G1= 1,098*1010;
G2 = 0,855*1010;
G3 = 0,905*1010;
Gсер = 0,973*1010;
Аналіз результатів та висновки:
Використовуючи метод кручення, визначив модуль зсуву матеріалу дротини Gсер = 0,973*1010;
Виміряв усі величини і обрахував необхідні значення для знаходження модуля зсуву матеріалу дротини.
Вивчив закони деформації тіл, зокрема деформації зсуву
Підпис студента
Оцінка виконання роботи
Допуск
Захист
Дата виконання
Підпис виклад...
