Порядок выполнения работы:

1. Записать параметры установки:

L = (1,38±0,02) м – длина стержня;

r = (3,0±0,1)∙10⁻³ м – радиус стержня;

R = (5,0±0,1)∙10⁻²м – радиус диска;

l = (10±1)∙10⁻³ м – расстояние от оси стержня до передающего механизма измерителя малых перемещений ИП−1;

ц.д. = 0,01 мм =0,01∙10^-3м – цена деления индикатора ИП-1.

2. Установить на ноль стрелку индикатора прибора ИП-1 вращением лимба шкалы.

3. Поместить на платформы, привязанные к нитям, грузы одинаковой массы (m = 100 г) и измерить отклонение стрелки прибора n. Значения m и n занести в таблицу 3.

4. Постепенно увеличивая массу грузов m, снять зависимость n от m.

5. Повторить измерения, постепенно уменьшая массу грузов.

6. Повторить п.п.3, 4, 5 (по указанию преподавателя)

Таблица 3 – Измерение модуля сдвига G из деформации кручения.

№	m, кг	n, дел					<n>, дел		<х>, 10−3 м		φ, рад		М, Н∙м		G, 1010 Н/м2		ΔG, 1010 Н/м2
		1	2	3	4
1
2
3
4
5

Обработка результатов измерений:

Рассчитать угол закручивания стержня по формуле:

;

где <х> = <n>∙ ц.д. – среднее показание измерителя малых перемещений ИП−1;

Рассчитать суммарный момент сил М, действующих на стержень по формуле:

.

Построить график зависимости φ(M). Сделать вывод о справедливости закона Гука для малых деформаций кручения.

Выбрать (по согласованию с преподавателем) рабочую точку в средней части используемого диапазона значений m и для этой точки рассчитать модуль сдвига G по формуле:

Рассчитать погрешность измерения модуля сдвига ΔG по формуле:

.

Принять Δm = 1 г = 0,001 кг; Δх = 0,02 мм = 0,02·10^-3м

Записать результат измерения модуля сдвига G в виде:

G = (G ± ΔG) Н/м², α = 0,95

Сравнить полученный результат измерения модуля сдвига G с данными таблицы 2. Определить материал, из которого изготовлен стержень. Сделать выводы.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обработка результатов измерений данной лабораторной работы может быть осуществлена с помощью компьютера. В этом случае следует предварительно произвести расчёты только для одной строки таблицы 3.

Контрольные вопросы

1. Что такое деформация? Какая деформация называется упругой? пластической?

2. Какие виды деформации Вы знаете? Объясните, как возникает деформация растяжения (сжатия) и деформация сдвига.

3. Что является мерой деформации при растяжении и сдвиге?

4. Что такое упругое напряжение?

5. Сформулируйте закон Гука. Запишите его для деформаций растяжения и сдвига.

6. Объясните физический смысл модулей упругости.

7. Что такое коэффициент Пуассона? Запишите формулу связи модуля Юнга и модуля сдвига.

8. Нарисуйте и объясните диаграмму напряжений.

9. Как определяется модуль сдвига материала в данной работе?