- •Введение
- •Лабораторная работа № 0. Определение плотности твердого тела
- •Краткая теория.
- •Результаты измерений линейных размеров параметров цилиндра микроскопом.
- •Результаты измерений линейных размеров параметров цилиндра штангенциркулем.
- •Результаты измерений линейных размеров параметров параллепипеда микроскопом.
- •Результаты измерений линейных размеров параметров параллепипеда штангенциркулем.
- •Основные теоретические положения о незатухающих колебаниях.
- •Лабораторная работа № 1. Определение ускорения свободного падения для Астрахани при помощи физического маятника.
- •Краткая теория
- •Ход выполнения работы.
- •Контрольные вопросы.
- •Определение ускорения свободного падения для Астрахани при помощи математического маятника.
- •Краткая теория
- •Ход работы.
- •Контрольные вопросы:
- •Лабораторная работа № 3. Определение коэффициента жёсткости пружины статическим и динамическим методом.
- •Краткая теория.
- •Ход работы. Задание 1. Определение жесткости пружины статическим методом.
- •Задание 2. Определение коэффициента жёсткости пружины динамическим методом.
- •Задание 3. Определение коэффициента жёсткости системы пружинных маятников а) Параллельное соединение пружин.
- •Б) Последовательное соединение пружин.
- •Контрольные вопросы.
- •Докажите, что коэффициент упругости системы, состоящих из двух последовательно соединенных пружин может быть вычислен по формуле
- •Лабораторная работа № 4 Определение модуля Юнга и коэффициента жесткости металлического стержня с помощью механических колебаний.
- •Краткая теория.
- •Ход работы.
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа № 5 Определение модуля кручения и модуля сдвига с помощью крутильных колебаний.
- •Краткая теория.
- •Ход работы.
- •Контрольные вопросы.
- •Приложение.
- •Литература, рекомендуемая для подготовки к лабораторному практикуму.
- •Содержание
Ход работы.
Кронштейн для крепления испытуемого стержня к стойке установки (имеющий в первом приближении вид цилиндра) закрепите на стойке непосредственно под шкивом. В его прорезь в строго вертикальном положении вставьте верхний конец испытуемого стержня и зафиксируйте его гайкой.
В треугольный кронштейн вставьте тяжелую балку так, чтобы среднее отверстие было видно сквозь треугольные прорези кронштейна. Расположите балку горизонтально (перпендикулярно испытуемому стержню). Перемещая балку, проденьте нижний конец вертикального стержня через треугольную прорезь кронштейна в среднее отверстие балки и болтом кронштейна закрепите балку на стержне.
Два массивных груза со штырями установите на балке симметрично относительно испытуемого стержня в ближайшие от него отверстия.
Вызовите крутильные колебания балки вокруг оси испытуемого стержня, закручивая конец балки на малый угол (меньше 5°).
Зафиксируйте время t двадцати колебаний (п = 20) и определите период Т = t/n. Определите расстояние l центров грузов на балке от оси (от среднего отверстия балки). Результаты измерений запишите в таблице.
Переместите грузы одновременно на одно положение от оси. Выполните п. 5. Продолжайте до тех пор, пока грузы не окажутся на краях балки, каждый раз записывая результаты в таблице
Постройте график зависимости T2(l), определите модуль кручения металлического стержня, используя формулы (16) и (17).
Измерьте микрометром диаметр стержня крутильного маятника и определите его длину l. Результаты измерений зафиксируйте в таблице.
Определите с помощью формулы (6) модуль сдвига N. Результат запишите в таблицу.
Определите погрешности вычислений модуля кручения и модуля сдвига как погрешность косвенных измерений. Результат запишите в виде f = (f + Δf)Н/м, ε = …%; N = (N + N) Н/радм2; = …%.
Таблица.
№ опыта |
l, м |
d, м |
t, с |
T, с |
f, Нм/рад |
fcp, Нм/рад |
m, кг |
L, м |
N, Н/радм2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы.
Сформулируйте определение понятий об однородных и неоднородных деформациях.
Что такое деформация кручения? Запишите закон Гука для деформации кручения. От чего зависит модуль кручения?
Выведите дифференциальное уравнение механических колебаний крутильного маятника и выражение для периода крутильных колебаний.
Каков физический смысл модуля сдвига? Сформулируйте закон Гука для деформации сдвига.
Докажите, что деформацию кручения можно описать с помощью физических величин, характеризующих сдвиг.
Определите период малых колебаний аэрометра. Которому сообщили небольшой толчок в вертикальном направлении. Масса аэрометра 50г, радиус его трубки 3,2мм, плотность жидкости 1000кг/м3.