Главная страница

Лабораторная работа№3. Лабораторная работа 3 студент 1 курса Физического факультета Направление Физика 103 группа Прокшин Андрей


Скачать 39.65 Kb.
НазваниеЛабораторная работа 3 студент 1 курса Физического факультета Направление Физика 103 группа Прокшин Андрей
АнкорЛабораторная работа№3.docx
Дата04.10.2017
Размер39.65 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаЛабораторная работа№3.docx
ТипЛабораторная работа
#23549
страница1 из 2

Подборка по базе: 3-4 задание Лабораторная работа №10.docx, Проверочная работа к лекции МАСШТАБЫ И ТЕНДЕНЦИИ МЕЖДУНАРОДНОГО , Лабораторная работа 02.doc, Дифференцированный подход в физическом воспитании студентов не ф, Лабораторная работа ЗАКАЗ (2).docx, курсовая работа.docx, Самостоятельная работа по теме 2.1.docx, 2-Лабораторная работа (1).pdf, контрольная работа.docx, Лабораторная работа №1.doc
  1   2

Лабораторная работа № 3

Выполнил:студент 1 курса

Физического факультета

Направление: Физика

103 группа

Прокшин Андрей

Цель: изучение упругих свойств спиральной пружины и тонкой пластины. В ходе работы необходимо определить коэффициент жесткости пружины, рассчитать модуль сдвига материала проволоки, из которой изготовлена пружина, определить методом изгиба модуль Юнга материала, из которого изготовлена пружина.

Оборудование:

  • Набор грузов по 50 г

  • Штатив с креплением для пружины

  • Штатив с креплением для тонкой пластины

  • Пружина диаметром 15 мм

  • Пружина диаметром 20 мм

  • Нить для закрепления груза на тонкой пластине

  • Секундомер (погрешность 1/10(с))

  • Рулетка (погрешность 1мм)

  • Прямоугольная прокладка – 2шт.


Таблица №1 Определение коэффициента жесткости пружины статическим методом


М, кг

∆l, m (D = 20 mm)

∆l, m (D = 15 mm)

0,050

0,039

0,018

0,100

0,083

0,036

0,150

0,127

0,054

0,200

0,173

0,072

0,250

-

0,090

0,300

-

0,108


Коэффициент упругости пружины:

k = mg/∆l g = 9.81 m/s^2

для пружины (D = 20 mm)

  1. k(1) = 12,58 N/m

  2. k (2)= 11,82 N/m

  3. k (3)= 11,59 N/m

  4. k (4)= 11,34 N/m

  5. k = 11.83 N/m

для пружины (D = 15 mm)

  1. k(1) = 27,25 N/m

  2. k(2) = 27,25 N/m

  3. k(3) = 27,25 N/m

  4. k(4) = 27,25 N/m

  5. k(5) = 27,25 N/m

  6. k(6) = 27,25 N/m

  7. k = 27.25 N/m

Погрешность в определении k:

Для D= 20mm

∆k = ±0.66 N/m

Для D=15mm

∆k = ±0.00 N/m



Таблица №2 Определение коэффициента жесткости динамическим методом

Зависимость периода колебаний пружины от массы нагрузки

М, кг

T , c (D = 15 mm)

T , c (D = 20 mm)

0,050

0,31

0,305

0,26

0,46

0,46

0,48

0,100

0,39

0,4

0,395

0,61

0,64

0,63

0,150

0,47

0,49

0,465

0,77

0,77

0,75

0,200

0,555

0,57

0,56

-

-

-

0,250

-

-

-

-

-

-

0,300

-

-

-

-

-

-

Зависимость квадрата периода колебаний пружины от нагрузки

М, кг

T^2 , c^2 (D = 15 mm)

T ^2, c^2 (D = 20 mm)

0,050

0,0961

0,093

0,0676

0,2116

0,2116

0,23

0,100

0,1521

0,16

0,156

0,372

0,41

0,397

0,150

0,221

0,24

0,216

0,593

0,593

0,5625

0,200

0,308

0,325

0,3136

-

-

-

0,250

-

-

-

-

-

-

0,300

-

-

-

-

-

-

Зависимость квадрата периода колебаний пружины от массы нагрузки

Средние значения периода и квадрата периода колебанийМ, кг

T,c(D=15mm)

T^2 , c^2 (D = 15 mm)

T,c(D=20mm)

T^2?c^2(D=20mm)

0,05

0,7

0,086

0,467

0,218

0,1

0,92

0,156

0,627

0,393

0,15

0,475

0,226

0,763

0,583

0,2

0,562

0,316

 

 

0,25

 

 

 

 

0,3

 

 

 

 

Определение коэффициента жесткости k динамическим методом:

k = 4(π^2)m/T^2 ; m – масса, кг ; T – период колебаний, с

Для пружины с D = 15 mm

  • k1= 22.95N/m (M=0.05 кг)

  • k2= 25.30N/m (М=0,1кг)

  • k3= 26.2N/m (М=0,15кг)

  • k4= 25 N/m (М=0,2кг)

  • k = 24.86N/m (средний)

Для пружины с D = 20 mm

  • k1= 9.05N/m (M=0,05кг)

  • k2= 10.05N/m (М=0,1кг)

  • k3= 10.15N/m (М=0,15кг)

  • k = 9.75 N/m (средний)

Погрешность в измерении коэффициента жесткости k:

Для пружины D=15 mm

∆k = ±1.19N/m

Для пружины D=20 mm

∆k = ±0.5N/m

Вычисление модуля сдвига пружин: G = 4k*R^3*n/r^4

D = 15mm G = 81.75*10^9 N/m^2 (статич.) G =74.56*10^9 N/m^2 (динамич.)

D= 20mm G = 85.41*10^9 N/m^2 (статич.) G = 70.4*10^9 N/m^2 (динамич.)

Вывод:

Модули сдвига, определенные статическим и динамическим методом для первой и второй пружины имеют близкие значения, поэтому делаем вывод, что коэффициент жесткости определяется, в основном, геометрическими параметрами пружин. Отношения модулей сдвига, определенные статическим и динамическим методом, составляют примерно 2,303 и 2,55, что согласуется с кубом отношений радиусов (R/R)^3 пружин 2,37.Из чего можно сделать вывод о том , что формула модуля сдвига G = 4k*R^3*n/r^4 верна.

Изучение деформации изгиба тонкой пластины

Таблица №3 Определение модуля Юнга тонкой пластины

Таблица зависимости прогиба пластины от длины рабочей части и массы нагрузки.

M , кг

L , м

0,065

0,105

0,136

0,050

0,00165

0,007

0,018

0,100

0,00375

0,014

0,026

0,150

0,0054

0,020

0,038

0,200

0,0069

0,026

0,049

0,250

0,0087

0,033

0,060














График зависимости прогиба от массы

  1   2


написать администратору сайта