Описание экспериментальной установки
Модуль сдвига N и модуль кручения f в случае цилиндрической проволоки связаны следующим образом:
,
где r - радиус, L - длина цилиндрической проволоки. Для определения модуля сдвига служит прибор, состоящий из кронштейна, укрепленного на стене, в котором зажата проволока из испытываемого материала. К нижнему концу проволоки прикреплена планка РР, нагруженная цилиндрическими гирьками m, которые подвешиваются на зарубках в положениях АА1 и ВВ1. Вся нижняя часть проволоки вместе с рейкой-планкой заключена в ящик для предохранения от толчков и воздушных течений.
Если сообщить системе малые кручения и предоставить ее самой себе, то получим крутильный маятник. Для определения модуля сдвига проволоки необходимо измерить периоды колебаний этого маятника при двух положениях грузов АА1 и ВВ1.
Выполнение работы
1. Подвешивают груз на верхней зарубке планки АА1 и приводят маятник во вращательные колебания, избегая качания.
2.
Сo
словом "нуль" пускают в ход секундомер
и отсчитывают
20 колебаний.
За время t1
маятник совершает n
колебаний, т.е. время периода колебаний
Т1
равно
3.
Подвешивают грузы на зарубке ВВ1
и повторяют опыт (
).
4. Определяют массы грузов.
5. Определяют расстояния l1 и l2 от проволоки до соответствующих зарубок.
6. Измеряют микрометром диаметр проволоки.
7. Определяют длину проволоки L.
Задание 1.
Определите модуль сдвига и модуль кручения и результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
Таблица
|
№ n/n |
m,кг |
L,м |
r,м |
l1,м |
l2,м |
T1,с |
T2,с |
f, Н.м |
f, Н.м |
fср /fср,
|
N, Н/м2 |
N, Н/м2 |
Nср/ Nср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fср, Н.м |
fср, Н.м |
|
Nср, Н/м2 |
Nср, Н/м2 |
|
m=1,16 кг.
Примечание
При каждом значении l определяют Т из 20 колебаний 3 раза и среднее значение Т заносят в таблицу. В эксперименте необходимо брать 3 разных значения l1 и l2.
Контрольные вопросы
1. Что называется модулем сдвига?
2. Почему нельзя допускать качание крутильного маятника.
3. Какие деформации называются упругими ?
Литература
1.Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики. Механика: Учеб. пособие для студентов высш. пед. учеб. заведений. - М.: Академия, 2001. - 384с.
2. Гершензон Е.М., Мансурова А.Н. Лабораторный практикум по общей и экспериментальной физике. – М.: Академия, 2004. – 461с.
3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1. Механика. Учеб. пособие. – М.: изд-во Астрель, 2005.- 336с.
4. Стрелков С.П. Механика. - М.: Лань, 2005.- 560с.
4. Стрелков С.П. Механика. - М.:Наука, 1975.- 560с.
Лабораторная работа №13
Определение коэффициента трения качения
Цель работы: экспериментальное определение коэффициента трения качения при помощи наклонного маятника.
Принадлежности: маятник универсальный ФПМ-А-04.