2. Описание установки. Вывод рабочей формулы.

На рисунке 4 показана лабораторная установка. Установка содержит следующее оборудование:

Треножник,

Цилиндрическая опора, вставленная в треножник,

Зажим для образцов на цилиндрической опоре,

Метровая шкала, вставленная в крепежный болт,

Курсоры для шкалы,

Спиральные пружины,

Резиновая лента с квадратным сечением,

Держатель для гирь с отверстиями,

Гири, 10г и гири,50г,

Шелковая нить.

Рис. 4. Лабораторная установка

Коэффициент жесткости данных в работе пружин определяется из формулы (1.1)

.

3. Выполнение работы

1. Подвесьте одну из двух пружин без груза за крепежный болт (рис. 4 и 5).

2. С помощью курсора по шкале линейки снимите отсчет положения нижнего конца пружины , затем подвесьте к пружине держатель массы =10г с грузом массы и снимите отсчет по линейке нового положения нижнего конца пружины , как показано на рис.5. Разность отсчетов , соответствующую удлинению пружины под действием внешней нагрузки, занесите в таблицу 1.

3. Повторите измерения десять раз, пока общая масса грузов не достигнет 200г. Полученные данные измерений занесите в таблицу 1.

4. Повторите опыт по пунктам 2,3 для второй пружины и данные измерений занесите в таблицу 2.

5. По методу случайной ошибки сделайте обработку данных измерения для каждой пружины, получите средние значения коэффициентов жесткости и соответствующие им абсолютные и относительные погрешности для обеих пружин.

Рис. 5. Схема измерения абсолютного удлинения пружины

6. Постройте графики зависимости растягивающей силы от удлинения для обеих пружин. Рассчитайте по графикам коэффициенты жесткости пружин и сделайте сравнительный анализ результатов, полученных в пунктах 5 и 6.

7. Возьмите резиновую ленту, на обоих концах ее при помощи шелковой нити сделайте маленькие петли как показано на рис.6. Одну из петель пропустите через крепежный болт, а на вторую петлю подвесьте держатель для гирь.

8. Аналогично эксперименту с пружиной подвешивайте к ленте с держателем гирьки с шагом в 10г до тех пор, пока общая масса не достигнет 200г. Полученные значения удлинений на каждом шаге записывайте в таблицу 3. При смене гирек придерживайте рукой ленту.

Рис.6. Закрепление резиновой ленты в крепежном блоке

9.Снимайте гирьки с держателя также с шагом в 10г. Значения оставшихся удлинений на каждом шаге записывайте в таблицу 3. Последнее измерение должно соответствовать отсчету .

10.Постройте график зависимости растягивающей силы от удлинения резиновой ленты, которая соответствует как увеличению нагружения, так и снятию внешней нагрузки, на миллиметровой бумаге. Определите, какая часть упругой энергии, запасенной при растяжении ленты, затрачивается на внутреннее трение при деформации. Для этого посчитайте на миллиметровой бумаге число целых клеточек и число полуклеточек под кривой нагружения ленты, а затем ту же процедуру повторите для гистерезиса. Отношение суммы целого числа клеточек и деленного пополам числа полуклеточек, соответствующей площади гистерезиса, пропорциональной , к сумме целого числа клеточек и деленного пополам

числа полуклеточек, соответствующей площади под кривой нагружения, пропорциональной запасенной при деформации упругой энергии , даст качественную относительную оценку превращения механической упругой энергии, запасенной при деформации, во внутреннюю энергию в виде тепла . По полученному результату сделайте вывод.

11.Таблицы 1,2 и 3 для внесения в них экспериментальных и расчетных данных начертите самостоятельно.