Wyznaczanie modułu sztywności przy pomocy wahadła torsyjnego

Wyznaczanie modułu sztywności
przy pomocy wahadła torsyjnego
Przyrządy:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Wahadło torsyjne z dodatkowym krążkiem stalowym.
Śruba mikrometryczna.
Suwmiarka.
Przymiar kreskowy.
Waga elektroniczna.
Stoper.
Przebieg czynności:
1. Zmierzyć trzykrotnie:
m – masę dodatkowej tarczy stalowej,
d 1 – średnicę zewnętrzną dodatkowej tarczy stalowej,
d 2 – średnicę wewnętrzną dodatkowej tarczy stalowej,
d 3 – średnicę drutu wahadła,
h – długość drutu wahadła,
t 010 – czas 10 pełnych drgań wahadła bez dodatkowej tarczy stalowej,
t110 – czas 10 pełnych drgań wahadła z dodatkową tarczą stalową.
2. Obliczyć promień zewnętrzny i wewnętrzny dodatkowej tarczy stalowej, promień
drutu oraz okresy drgań:
R1 =
t0
t1
d
d1
d
, R2 = 2 , r = 3 , T0 = 10 , T1 = 10 .
2
2
2
10
10
3. Na podstawie wzoru
G=
(
4πmh R12 + R22
T12 − T02 r 4
(
)
)
obliczyć współczynnik sztywności drutu na podstawie każdej z trzech serii
pomiarowych. Pamiętać o wyrażeniu wielkości fizycznych występujących w powyższym wzorze w jednostkach głównych układu SI.
4. Obliczyć wartość średnią G współczynnika sztywności drutu oraz oszacować
maksymalną niepewność pomiarową ΔG ( za maksymalną niepewność pomiaru ΔG
przyjąć wartość bezwzględną z różnicy pomiędzy wartością średnią a wartością
najbardziej od niej odbiegającą).
5. Porównać obliczoną wartość współczynnika sztywności z wartością współczynnika
sztywności dla stali odczytaną w tablicach.
Tabela pomiarowa:
m
d1
d2
d3
h
t 010
t110
R1
R2
r
T0
T1
G
[g]
[mm]
[mm]
[mm]
[cm]
[s]
[s]
[mm]
[mm]
[mm]
[s]
[s]
[Pa]