Главная | Обратная связь

Порядок выполнения работы

1. Кронштейн для крепления испытуемого стержня к стойке установки (имеющий в первом приближении вид цилиндра) закрепите на стойке непосредственно под шкивом. В его прорезь в строго вертикальном положении вставьте верхний конец испытуемого стержня и зафиксируйте его гайкой.

2. В треугольный кронштейн (служащий для крепления на испытуемом стержне тяжелой балки с отверстиями) вставьте тяжелую балку так, чтобы среднее отверстие было видно сквозь треугольные прорези кронштейна. Расположите балку горизонтально (перпендикулярно испытуемому стержню). Перемещая балку, проденьте нижний конец вертикального стержня через треугольную прорезь кронштейна в среднее отверстие балки и болтом кронштейна закрепите балку на стержне.

3. Два массивных груза с штырями установите на балке симметрично относительно испытуемого стержня в ближайшие от него отверстия.

4. Вызовите крутильные колебания балки вокруг оси испытуемого стержня, закручивая конец балки на малый угол (меньше 5°).

5. Зафиксируйте время t двадцати колебаний (n = 20) и определите период T = t/n. Определите расстояние r центров грузов на балке от оси (от среднего отверстия балки).

6. Переместите грузы одновременно на одно положение от оси. Выполните п. 5. Продолжайте до тех пор, пока грузы не окажутся на краях балки. Данные оформите в виде таблицы.

7. Из выражения (9) , где I – суммарный момент инерции грузов, балки и треугольного кронштейна, I = mr² + I_б + I_кр, m = m₁ +m₂ – суммарная масса грузов (грузы считаются материальными точками, расположенными в центрах их масс, поэтому момент инерции грузов в данной ситуации равен ). Тогда . График зависимости T²(r²) будет линейным, т. к. r² – единственная в правой части уравнения изменяющаяся величина. Постройте этот график.

8. Тангенс угла наклона α графика к оси r² будет равен , откуда . График будет пересекать ось T² в точке с².

9. Исходя из выражения (7), найдите модуль сдвига материала стержня: , где l – участок стержня между кронштейнами, d – его диаметр.

10. Оцените погрешности модуля кручения и модуля сдвига, применяя изученные ранее методы.

11. Представьте окончательные результаты по f и G в стандартной форме.

12. Проведите аналогичный опыт (пп. 1 – 11) со вторым испытуемым стержнем.

13. По табличным значениям модулей сдвига определите материалы стержней.

 

Вывод по работе

 

Контрольные вопросы

1. Дайте понятие однородных и неоднородных деформаций.

2. Что такое деформация кручения? Запишите закон Гука для деформации кручения. От чего зависит модуль кручения?

3. Выведите выражение для модуля кручения, связав его с модулем сдвига.

4. Выведите дифференциальное уравнение движения крутильного маятника и выражение для периода крутильных колебаний.

5. Каков физический смысл точки пересечения графика T²(r²) с осью T²?

6. Какое условие необходимо для получения гармонических крутильных колебаний?