12 - Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną, Materiały na studia, Fizyka 2, Sprawozdania


Laboratorium Podstaw Fizyki

Wykonawca: Data:

Marcin Sachs 06.11.2010

173847 Sobota 7:30

Nr ćwiczenia: 12

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

Data i podpis prowadzącego zajęcia ............................................................

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania

poprawionego sprawozdania

  1. Wstęp

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie występującego w prawie Hooke'a modułu sztywności przez pomiar sprężystych drgań obrotowych.

W ćwiczeniu zostały pomierzone czasy pełnych 50 drgań obrotowych z tarczą wymienną oraz bez niej. Za pomocą suwmiarki zmierzono średnicę tarczy dodatkowej oraz zwarzono ją na wadze laboratoryjnej. Następnie zmierzono długość drutu i jego średnicę.

Moduł sztywności wyliczamy wstawiając pomierzone wartości do wzoru:

0x01 graphic

b = średnica tarczy K mierzona suwmiarką o dokładności 0,05mm

d = średnica pręta mierzona śrubą mikrometryczną o dokładności 0,01mm

m = masa dodatkowej tarczy K mierzona wagą elektroniczną o dokładności 0,1 g

n = liczba drgań wahadła

t1 = czas , w którym wahadło układu bez dodatkowej tarczy wykonało n drgań

t2 = czas ,w którym wahadło układu wykonało n drgań z dodatkową tarczą

l = długość pręta


0x01 graphic

Rysunek 1 : Schemat wahadła torsyjnego
M - tarcza stała
K - tarcza wymienna

  1. Opracowanie wyników

Długość drutu wynosiła l=625mm=0,625m

Dokładność pomiaru0x01 graphic
l=1,00mm=0,001m

Tabela pomiarów średnicy drutu

Nr pomiaru

1

2

3

4

5

Średnica [mm]

0,57

0,57

0,58

0,57

0,57

Średnia średnica drutu:

d=(0,57+0,57+0,58+0,57+0,57)/5=0,57 [mm]= 0,00057m

Dokładność pomiaru0x01 graphic
d=0,05mm=0,00005m

Tabela pomiarów średnicy tarczy dodatkowej

Nr pomiaru

1

2

3

4

5

Średnica [mm]

140,05

140,00

140,10

140,00

140,05

Średnia średnica tarczy:

b=(140,05+140,00+140,10+140,00+140,05)/5=140,04 [mm]= 0,14004m

Dokładność pomiaru0x01 graphic
b=0,05mm=0,00005m

Masa tarczy dodatkowej wynosi m=310,2g=0,3102kg

Dokładność pomiaru0x01 graphic
m=0,1g=0,001kg

Tabela czasów drgań obrotowych bez tarczy dodatkowej

Nr pomiaru

1

2

3

Czas [s]

391,93

389,84

390,34

Średni czas 60 drgań obrotowych bez tarczy dodatkowej
t
1=(391,93+389,84+390,34)/3=390,70 [s]

Dokładność pomiaru0x01 graphic
t=0,01s

Tabela czasów drgań obrotowych z tarczą dodatkową

Nr pomiaru

1

2

3

Czas [s]

455,38

456,06

455,26

Średni czas 60 drgań obrotowych bez tarczy dodatkowej
t
2=(455,38+456,06+455,26)/3=455,57 [s]

Dokładność pomiaru0x01 graphic
t=0,01s

  1. Obliczanie wyników końcowych i szacowanie niepewności

Moduł sztywności wyznaczamy za pomocą wzoru:

0x01 graphic

Po podstawieniu wszystkich danych otrzymujemy:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic


0x01 graphic
Pa

0x01 graphic
GPa=82,45 GPa

Niepewność względna:

0x01 graphic

0x01 graphic


0x01 graphic

Niepewność bezwzględna:

0x01 graphic
=0x01 graphic
*G=3,50%*G

0x01 graphic
=0x01 graphic
*G=2,8856180677399574560691568246182=2,89

  1. Wynik końcowy

G=(82,45±3,50%) GPa=(82,45±2,89) GPa

  1. Wnioski

Moduł sztywności stali wg tablic wynosi G=80 GPa. Obliczony moduł mieści się w granicach niepewności co oznacza, że ćwiczenie zostało wykonane poprawnie. Podczas odczytów i obliczeń nie doszło do błędu. Różnica między modułem obliczonym
i rzeczywistym jest spowodowana niedokładnością przyrządów pomiarowych.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną wersja2, Pwr MBM, Fizyka, sprawozdania vol I, sprawo
Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną wersja 2, Pwr MBM, Fizyka, sprawozdania vol I, spraw
Ćw 12 Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną
Kopia (10) WYZNACZANIE MODUŁU SZTYWNOŚCI METODĄ DYNAMICZNĄ
Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną, Fizyka
M5 Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną
Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną, Pwr MBM, Fizyka, sprawozdania vol I, sprawozdania c
spraw, CW 3, Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną
lab12p , Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną Ćw
Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną5, Laboratoria + sprawozdania
ćw nr 3 Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną
Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną Gaussa
03 Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną
spraw, SPRAW3, Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną

więcej podobnych podstron