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:

d_шп – 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;

G_сер = (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):

(G_сер)= ln256(рівний 0) + ln/ln(нехтуємо) + (2*L₂*L2+2*L₁*L₁)/(L₂² – -L₁²) + L/L + (2*T₂*T2+2*T₁*T₁)/ (T₂² – T₁²);

(G_сер) = ((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;

G_сер = 0,973*10¹⁰;

Аналіз результатів та висновки:

Використовуючи метод кручення, визначив модуль зсуву матеріалу дротини G_сер = 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 викладача

5