Міністерство освіти і науки України
Національний університет „ Львівська політехніка “
Кафедра фізики
ЗВІТ
Про виконанн лабораторної роботи №13
Визначення модуля зсуву
Виконав студент групи КН-118
Чайка Ігор
Перевірив:
Захар’яш О. С.
Львів – 2005
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 |
| | | |