AUTOR: DATA: 29.04.97

Szymon Szylhabel

ĆWICZENIE WYKONYWALI:

Marta Tryka

Szymon Szylhabel

Sprawdzanie prawa Hooke'a: wyznaczanie modułu Younga


TEMAT :

1. Pomiar wielkości stałych.

-długość początkowa części pomiarowej drutu pomiędzy zamocowanymi wskaźnikami zmierzyliśmy przymiarem liniowym milimetrowym z dokładnością 1mm.

-średnice drutu zmierzyliśmy śruba mikrometryczna w rożnych miejscach z dokładnością do 0.01mm, pomiary wykonaliśmy 10 razy wyznaczając następnie wartość średnią

2. Cechowanie mikroskopów pomiarowych (oddzielnie górnego i dolnego).

-średnice wskaźników zmierzyliśmy śruba mikrometryczna z dokładnością do 0.01mm, pomiary wykonaliśmy 5 razy.

-zmierzyliśmy w działkach średnice wskaźników za pomocą mikroskopów pomiarowych, pomiary wykonaliśmy po 8 razy z każdego mikroskopu pomiarowego z dokładnością do 0.5 działki.

3. Pomiar wydłużenia drutu w zależności od siły osiowej.

-wyznaczyliśmy położenia dolnych krawędzi dolnego i górnego wskaźnika dla kolejnych wartości obciążenia, wykonaliśmy pomiary dla rosnących i malejących obciążeń powtarzając 5 razy cały cykl.

SPIS PRZYRZĄDÓW:

Urządzenie do pomiaru wydłużenia ( umocowane na stałe do ściany, z zamocowanymi dwoma mikroskopami pomiarowymi i elementem mierzonym, tzn. Drutem).

Przymiar liniowy (milimetrowy)

Śruba mikrometryczna.

komplet obciążników 6 x 1kg, Δm. = +/-0,01kg

SCHEMAT:

Konstrukcja mocująca.

Element badany ( drut ).

Wskaźniki ograniczające badaną długość.

Mikroskopy pomiarowe.

Obciążenie stałe

Obciążniki

L = (624 +/- 1) mm - długość drutu

M = (1 +/-0,01)kg - masa jednego odważnika

Nr

Wskaźnik górny

Wskaźnik dolny

dz

mm

dz

mm

1

250

0,670

215

0,60

2

245

0,665

220

0,59

3

205

0,665

225

0,59

wart. śr.

233 +/-1

0,665 +/-0,005

220 +/-1

0,590 +/-0,005

Nr

Średnica drutu [mm]

1

0,90

2

0,90

3

0,89

4

0,90

5

0,90

6

0,89

7

0,89

8

0,90

9

0,90

10

0,90

Wart. śr.

(0,90+/-0,01)mm

nr

dz

d(dz)

dl[mm]

d(dl)[mm]

l[mm]

d(l)[mm]

f[kg*mm/s*s]

d(f)[kg*mm/s*s]

sig[kg/s*s]

d(sig)[kg/s*s]

zdejmowanie

1

44

1

0,123

0,002

624,123

1

10000

10

982

42

2

69

1

0,193

0,002

624,193

1

20000

10

1 965

68

3

94

1

0,262

0,002

624,262

1

30000

10

2 947

94

4

125

1

0,349

0,002

624,349

1

40000

10

3 930

121

5

148

1

0,413

0,002

624,413

1

50000

10

4 912

147

6

33

1

0,092

0,002

624,092

1

10000

10

982

42

7

67

1

0,187

0,002

624,187

1

20000

10

1 965

68

8

94

1

0,262

0,002

624,262

1

30000

10

2 947

94

9

120

1

0,335

0,002

624,335

1

40000

10

3 930

121

10

146

1

0,407

0,002

624,407

1

50000

10

4 912

147

11

42

1

0,117

0,002

624,117

1

10000

10

982

42

12

70

1

0,195

0,002

624,195

1

20000

10

1 965

68

13

98

1

0,273

0,002

624,273

1

30000

10

2 947

94

14

123

1

0,343

0,002

624,343

1

40000

10

3 930

121

15

150

1

0,419

0,002

624,419

1

50000

10

4 912

147

Zdejmowanie

16

40

1

0,112

0,002

624,112

1

10000

10

982

42

17

60

1

0,167

0,002

624,167

1

20000

10

1 965

68

18

95

1

0,265

0,002

624,265

1

30000

10

2 947

94

19

134

1

0,374

0,002

624,374

1

40000

10

3 930

121

20

148

1

0,413

0,002

624,413

1

50000

10

4 912

147

21

40

1

0,112

0,002

624,112

1

10000

10

982

42

22

74

1

0,206

0,002

624,206

1

20000

10

1 965

68

23

102

1

0,285

0,002

624,285

1

30000

10

2 947

94

24

127

1

0,354

0,002

624,354

1

40000

10

3 930

121

25

146

1

0,407

0,002

624,407

1

50000

10

4 912

147

26

40

1

0,112

0,002

624,112

1

10000

10

982

42

27

70

1

0,195

0,002

624,195

1

20000

10

1 965

68

28

108

1

0,301

0,002

624,301

1

30000

10

2 947

94

29

130

1

0,363

0,002

624,363

1

40000

10

3 930

121

30

150

1

0,419

0,002

624,419

1

50000

10

4 912

147

Moduł Younga :

obliczany z programu komputerowego E = (4 994 802 +/-584)kg/s*s

Przykładowe obliczenia :

Obliczanie siły i błędu siły :

F = mg

Obliczanie naprężenia i błędu naprężenia :

3) Obliczanie długości względnej i błędu długości względnej (dla 44 działek):

1 Działka - 0,00279 mm

44 Działki - x mm

Z takiego samego równania obliczam błąd (1 działka = 0,002mm)

Błędy mogą jedynie wynikać z niedokładności odczytu z mikroskopów.

WNIOSKI:

Prawo Hooke'a formułuje zależność pomiędzy naprężeniem a odkształceniem. Jeżeli naprężenia w ciele są dostatecznie małe, to wywołane przez nie odkształcenia są do nich proporcjonalne . Siła zewnętrzna odkształcając ciało wykonuje pracę przeciwko siłą wewnętrznym. Praca ta jest w ciele zmagazynowana jako zmiana energii wewnętrznej .Energia ta „wydziela się” gdy siła zewnętrzna przestanie działać. Ciało to zachowuje się jak „akumulator energii”. Własność ta jest dziś ogólnie stosowana.