Порядок выполнения работы. 1. Измерить толщину (b) и ширину (а) стержня в трех местах и определить их средние значения.

1. Измерить толщину (b) и ширину (а) стержня в трех местах и определить их средние значения.

2. Испытуемый стержень расположить на двух опорах и измерить расстояние между точками опоры (l).

3. На стержень подвесить стремя и заметить начальное положение индикатора по зеркальной шкале (п₀); глаз надо располагать таким образом, чтобы можно было видеть совпадение изображения индикатора в зеркальной шкале с самим индикатором.

4. Стремя постепенно нагружают грузами Р_i (по указанию преподавателя)

и производят отсчеты положения индикатора на шкале (п₁, п₂, п₃) –

первичные отсчеты.

5. Затем снимают грузы в обратном порядке и отмечают положения индикатора (п₃, п₂ , п₁) – вторичные отсчеты.

Примечание. Вторичные отсчеты могут не совпадать с первичными осчетами

В этом случае берутся средние значения из обоих отсчетов.

6. Определить стрелу прогиба для каждой нагрузки l _i = п ₀ – n_{i ср}, где n_{i ср} – средний отсчет по зеркальной шкале в каждом шаге, п ₀ – первоначальный отсчет по зеркальной шкале в ненагруженном состоянии.

7. Вычислить отношение , найти его среднее значение.

8. Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу.

№ п/п

Р, Н

Размеры стержня, м

Отсчет по зеркальной шкале, м

Ср. от-счет п

l, м

ℓ

a

D a

b

D b

нач. полож. п0

нагру-жение пi

разгру-жение пi

1.

2.

3.

ср.зн.

х

х

х

х

9. Рассчитать по формуле (5'') среднее значение модуля упругости Е _ср, подставив средние значения а _ср., b _ср., l _ср, _ср.

10. Обработка результатов измерений производится как для косвенных измерений:

§ вычисляется абсолютные погрешности прямых измерений , , , и их средние значения D l _ср, D а _ср., D b _ср., D _ср.

§ вычисляется относительная погрешность:

§ абсолютная погрешность косвенных измерений:

11. Записать окончательный результат в виде:

(Н/м²) при ε = …%

Контрольные вопросы:

1. Что называется деформацией твердых тел?

2. Назовите виды упругих деформаций.

3. Сформулируйте закон Гука.

4. Что называется механическим напряжением и относительной деформацией?

5. Физический смысл модуля Юнга.

6. Что называется диаграммой растяжения?

7. Что такое стрела прогиба?

8. Выведите рабочую формулу.

Литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики.– М.: Высш.шк., 2001. – §21.

2. Грабовский Р.И. Курс физики. – СПб.: Лань, 2002. – §§ 10, 54.

3. Бушок Г.Ф., Венгер Є.Ф. Курс фізики: у 3-х кн. Кн.1. Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Вища шк., 2002. – § 19.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТЕЛА

ПРИ ПОМОЩИ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Цель: ознакомиться с методами измерения момента инерции тел правильной и произвольной геометрической формы, закрепить основные понятия и законы динамики вращательного движения.

Приборы и материалы: крутильный маятник на трех нитях, секундомер,

исследуемое тело.

Теоретическое введение.

Момент инерции является одной из основных характеристик вращательного движения твердого тела.

Вращательное движение абсолютно твердого тела, расстояние между любыми двумя точками которого при движении не изменяется с течением времени, - движение, при котором все точки этого тела описывают концентрические окружности, центры которых лежат на одной прямой линии, называемой осью вращения.

Абсолютно твердое тело можно представить как систему, состоящую из материальных точек.

Момент инерции тела – мера инерции тела во вращательном движении. Под моментом инерции тела понимается физическая величина равная сумме произведения масс материальных точек, составляющих тело, на квадрат их расстояний до оси вращения.

I= D m₁r₁² + D m₂r₂² +... + D m_nr_n² = , (1)

где I – момент инерции тела, D m_i – масса i- той материальной точки,

r_i – расстояние i -той точки до оси вращения тела.

В случае непрерывного распределения масс эта сумма сводится к интегралу:

, (2)