Порядок виконання лабораторної роботи

Завдання 1. Зняття діаграми розтягу волосини.

1. Ознайомтесь з макетом для розтягу волосини (мал. 3.35). Волосину 2 закріплюють між двома зажимами (нерухомим – 1 і рухомим – 3). За шкалою 6 знімають початковий l₀ і поточні розміри l волосини при її деформації. За рухомою шкалою 7 визначають величину зовнішньої сили F, яка розтягує волосину і яку можна змінювати, розтягуючи пружину 4 переміщенням штока 5. Шкала 7 проградуйована в Ньютонах.

Мал. 3.35.

2. Підготуйте таблицю 1.

3. Мікрометром виміряйте діаметр волосини. Краще ці виміри провести за допомогою мікроскопа.

4. Закріпіть волосину зажимами і запишіть початкову довжину волосини (l₀). Дані занесіть в таблицю 1.

5. Переміщуючи шток 5, збільшіть прикладену силу F. Для кож­но­го значення сили вимірюйте довжину волосини по шкалі 6 і дані заносьте в таблицю.

Примітка. Якщо при деякій силі F_пл неможливо виміря­ти величину l (матеріал “тече”), то необхідно зменшити силу натягу до нуля, інакше волосина розірветься. Запам’ятай­те величину сили F_пл.

6. Після зняття навантаження визначте залишкову деформацію _зал за положенням показника на шкалі 6.

Таблиця 1. Результати зняття діаграми розтягу волосини

	F [H]	l [мм]	l [мм]		 [H/м2]	E [H/м2]
0		l0 =
1	0.1
2	0.2
3	0.3
4	0.4
5	0.5

Діаметр волосини d₀ = ... [мм], площа перерізу S = ... [м²], початкова довжина волосини l₀ = ... [мм].

Приведений модуль Юнга волосини: E_пр =

Завдання 2. Дослідження повзучості волосини.

1. Підготуйте таблицю 2.

Таблиця 2. Результати дослідження повзучості волосини.

Початкова довжина волосини l₀ = ... [мм], F_пл = ... [H].

№	l [мм]	t [c] Fпр1	t [c] Fпр2
1.	5
2.	10
3.	15
4.	20
5.	25
…	…

2. Для різних сил F_пл1 і F_пл2 зніміть залежність  (t). Для цього швидко розтягніть пружину до значення F_пл1 та, під­три­му­ючи це показання, фіксуйте час по мірі подовження волосини на величину l, зазначену в таблиці (час фіксу­єть­ся через кожні 5 мм подовження волосини в процесі повзучості). Примітка. Знімати цю характеристику необхідно втрьох (один студент підтримує сталу силу, другий – визначає величину подовження, третій – час в цей момент).

Аналогічні виміри зробити для другої сили F_пл2.

Завдання 3. Зняття діаграми стиснення зразка (кістки, дерева тощо).

1. Ознайомтесь з установкою для стиснення зразка. Зразок розміщується між двома опорами і важельною системою, стискується за допомогою вантажів, які підвішуються до кінця важеля. Розміри деформації вимірюються мікро­мет­ром за допомогою електричних контактів.

2. Підготуйте таблицю 3.

3. Занесіть в таблицю значення початкової довжини l₀, зовніш­ньо­го d_з та внутрішнього d_в діаметрів зразка.

4. Підготуйте установку для роботи (закріпіть зразок, перевірте електричний контакт ланцюга).

5. Збільшуючи навантаження на зразок, визначте за допомогою мікрометра відповідне значення його довжини. Дані занесіть в таблицю. (Попереднє навантаження в 1 кг використовується для усунення зазорів і люфтів в установці).

Таблиця 3. Результати зняття діаграми стиснення зразка.

Початкові розміри l₀ = ...[мм], d_з = ...[мм], d_в = ...[мм], S = ... [м²]

	m [кг]	F [H]	l [мм]	l [мм]		 [H/м2]	E [H/м2]
0	1	0	l0 =
1
2
3
4
5

Приведений модуль Юнга: Е_пр =

6. Обробка результатів вимірювання:

а) попередньо визначте значення абсолютної зміни дов­жин волосини та кістки l = l – l₀ в [мм] та занесіть у відповідні стовпці таблиць;

б) обчислення проводяться за наступними формулами:

F_i = km_ig [H],

(k – співвідношення плечей важеля, його значення k приведено на макеті),

 _i = F_i /S [H/м²] ,  _i = l_i /l₀ ,

E_i =  _i / _i = ( _i+1 –  _i)/( _i+1 –  _i) [H/м²],

S =  (d_e² – d_i²)10^–6/4 [м²] .

Отримані результати перенесіть в таблицю протокола.

7. Побудуйте за даними таблиць 1, 3 діаграми деформа­цій зраз­ків. За даними таблиці 2 побудувати криву повзу­чос­­ті для волосини.

8. Зробіть висновки за результатами досліджень (оцініть ха-рактер зв’язку між напруженням і деформацією зразків, порівняйте модулі Юнга тощо).

Оформити протокол роботи. Протокол повинен місти­ти:

- стислу теоретичну частину (основна інформація щодо елементів біореології, формули для розрахунків);

- завдання 1, 2 та 3 з таблицями та розрахунками;

- графіки та висновки.