Файл: Практикум (оудістемелік нсаулы) Шымкент 2018.docx

6.Өзектің әрбір қалыңдығы үшін F / d қатынасының орташа мәнін есептеңіз, нәтижені 2-кестеге енгізіңіз.

7.Зерттелетін өзек материалының Юнг модулін есептеп, F / d орташа арифметикалық қатынастарды алып, нәтижені 2-кестеге енгізіңіз.

8.Юнга модулін анықтаудың шекті қателігін бағалаңыз нәтижені 2-кестеге енгізіңіз.

9.Алынған Юнг модулін бір материалдың өзекшелері үшін қателіктерді ескере отырып салыстырыңыз, бірақ әр түрлі қалыңдықтағы.

Бақылау сұрақтары.

1. Деформация түрлерін атаңыз.

2. Дене ішінде, серпімді және пластикалық деформацияларда пайда болатын күштер қандай болады?

3. Иілу деформациясының ерекшелігі неде? Иілу кезінде дене бөлшектері қалай ығысады?

4. Талшықтың қандай қабаты бейтарап деп аталады?

5. Иілу көрсеткі деп не аталады? Ол неге байланысты?

6. Иілу деформациясы үшін Гук заңы қандай түрі бар?

7. Иілу деформациясының қасиеттері тәжірибеде қалай қолданылады?

8. Қалыңдығы 1 мм және ені 10 мм пластинканың иілу жебесі, егер оны бір қырынан екіншісіне бұрса (әрекет етуші күш өзгеріссіз) қанша рет өзгереді?

«Юнг модулінің жылжу демормациясын зерттеу»

Жұмыстың мақсаты: спиральді серіппе материалының көмегімен жылжу модулін эксперименттік түрінде зерттеу.

Құрал жабдықтар: зертханалық қондырғы НТЦ-22.04.09, сызғыш, штангенциркуль, жүк жиынтығы, электронды секундомер.
Қысқаша теориялық түсінік

Денеге ұшыраған кез келген зат пішінін өзгертеді яғни деформацияға ұшырайды. Көптеген жағдайларда әрекет етуші күштерді тудыратын деформациялармен байланыстыратын заңдарды білу қажет.

Деформацияларға талдау жасай отырып күштің оның әрекет ету желісі бойынша, оның үдемелі қозғалысын зерделеу кезінде мүлдем қатты денеде жасауға болмайтынын ескеру қажет. Бұл серіппемен байланысты М массасымен денелердің жүйелілігінен тұратын денелер жүйесінің мысалында көрсету оңай (сурет.1). Бұл жүйенің деформациясы F күші қандай денеге байланысты әр түрлі болады.

1-сурет

Жалпы жағдайда күштер мен деформацияларды байланыстыратын заңдар күрделі, бұл байланыстар бір мәнді болуы және қосымша күштер мен басқа себептерге байланысты болуы мүмкін. Алайда, іс жүзінде ең маңызды жағдайларда деформациялар аз, ал дененің өздері серпімді болса, күштер деформацияны бірден анықтайды және керісінше.

Деформацияның барлық түрлері (созылу немесе сығылу, жылжу, майысу, айналдыру) созылу (немесе сығылу) және жылжу бір мезгілде болып жатқан деформацияларына біріктірілуі мүмкін. Деформацияның бұл екі түрі қарапайым деп аталады. Бұл жұмыста деформацияны тәжірибелік зерттеу жүргізіледі серіппелі маятникті қолдану арқылы жылжу.

Қозғалыс дегеніміз қатты дененің деформациясы, оның бәрі кейбір қозғалмайтын жазықтыққа параллель болатын жазық қабаттар қозғалу жазықтығымен, қисық емес және өлшемдегі өзгермей, жұп ығысады-бір-біріне тебіледі (2-сурет). Жылжыту жанама әсермен жүреді BC қырына салынған F күші, жылжу жазықтығына параллель

2-сурет

Механикалық кернеу деп тегеурінді векторлық шаманы атайды. Деформация түріне байланысты:

- модуль бойлық серпімділік (Юнг модулі) Е – жағдайда созылу деформациясы.

- жылжу модулі G-жылжу деформациясы жағдайында;

- D айналдыру модулі – айналдыру деформациясы жағдайында;

(3-сурет)

Деформацияның алғашқы екі түрі үшін болған жағдайда) тәуелділік серпімділік кернеуінің арасында деформациямен анықталады

қарапайым формула:

(1) . Бұл өрнек - созылу деформациясы үшін Гук заңы

(қысу) (3-сурет). Мұнда

қалыпты кернеу, созылатын үлгіге тең оның көлденең қимасының ауданына күштер

(3) E - Юнг модулі;

салыстырмалы ұзарту, абсолюттік ұзарту қатынасының бірінші алынған ұзындық үлгісіне тең

Ығысудың деформациясы үшін күш әрекетінің нәтижесін қарастыру керек ол ВС қырының барлық бетіне біркелкі бөлінген (АD қыры,(2-сурет), онда кез келген қимада, осы қырларға параллель, тангенциалды кернеу пайда болады

Содан кейін жылжу деформациясы үшін Гук заңы

түрінде жазылады F әсер ететін күшке қатысты тең жанама кернеу осы күш қоса берілген жоғарғы қырдың S алаңына жылжу (2-сурет), G –жылжу модулі;

жылжу бұрышы.
Ығысудың деформациясы кезінде кез келген тік, бастапқыда перпендикуляр көлденең қабат,

кішкене бұрышқа айналады . Демек, екі еркін алынған қабаттың арасындағы қашықтыққа l жылжуы

кез келген жұп қабаттар үшін тұрақты қалады:

шаманы салыстырмалы жылжу деп атайды.

Гук Заңына сәйкес, салыстырмалы ығысу тангенциал кернеуге пропорционалды:

Бұрыштың

аздығына байланысты

қондырғысын қоюға болады.

коэффициенті материалдың қасиеттеріне ғана байланысты және жылжу модулі деп аталады. Ол салыстырмалы түрде тангенциальды кернеуге тең бір бірлікке тең жылжу:

Ығысу модулі материалдардың ығысу деформациясына қарсы тұру қабілетін сипаттайды. D айналдыру Юнг Модулінің және жылжу модульдерінен айырмашылығы ол материалдың қасиеттеріне ғана емес, сонымен қатар геометриялық дене өлшемдерінен де тәуелді.

Бұл жұмыста бұрандалы серіппе дайындалған материалды жылжыту модулі анықталады (4-сурет). Негізгі геометриялық серіппе параметрлері: сым диаметрі d, серіппе диаметрі D және созатын әсермен орамдар саны N. F күшінің арқасында серіппенің ұзындығы L Гук Заңына байланыса көбейеді

серіппенің абсолютті ұзаруы; k-серіппенің қаттылығы.

Бұл ретте күш әрекетінің бағыты перпендикуляр, сондықтан ұзарту серіппелер бір күшпен анықталады жылжу модулімен және қатынаспен беріледі:

Осыдан жылжыту модулін

көруге болады
Жұмыста жылжу модулін анықтау үшін серіппелі маятник қолданылады(5 сурет).

Серіппенің ауырлық күші мен серпімділік әсерімен қалпынан шығарылған тепе-теңдік салмағы m жүк циклдік жиілігі

және

сурет-4. Соңғы формуладан эксперименталды тербеліс кезеңін және жүк массасын өлшеп серіппенің қаттылығын табуға болады

Сонда жылжыту модулін мына формула бойынша табуға болады

.Бұл формула осы зертханалық жұмыста жұмыс істейді.

Жұмысты орындау тәртібі.

5-сурет.

Тәжірибелік қондырғы көмегімен жылжу модулін анықтауға арналған серіппелі маятник Орнату 1 негізінен тұрады орнатылған дөңгелек деңгейімен 2, реттелетін аяқтарда орнатылған 3,тік баған бекітілген 4. Оған Жоғарғы қозғалыссыз бекітіледі 5 кронштейн және 6 сызғыш. Кронштейнде 5 тік асты- 7 серіппелі тігіледі. Серіппеге жиынтық жүк 8 ілінеді. 2 тіректе сондай-ақ 9 фотодатчик бекітілген, ол электрондық секундомерге қосылады.

Секундомер блогының алдыңғы панелінде

(6-сурет)

тербеліс есептегіші орналасқан (Сан көрсетілетін индикатортолық тербеліс); (6-сурет)

және тікелей секундомер (тербеліс уақыты көрсетілетін индикатор), іске қосу және тоқтату секундомерді фотоэлектрлік датчикпен 9 жүзеге асырады 5-сурет); "+" Және "–" кнопкаларымен орнатылады маятник арқылы өту саны фотодатчика; "қалпына келтіру" батырмасы нөлдейді тербеліс уақыты индикаторының көрсеткіштері.

Секундомердің артқы панелінде орналасқан желіні қосу тумблері, 0,5 А балқығыш сақтандырғыш, зертханалық қондырғыға қосуға арналған ажыратқыш, қорек ажыратқышы. Назар аударыңыз, қосылу және орнату секундомерін өшіру тек өшірулі кезде жүргізіледі электрондық секундомерді қоректендіру.

Жұмысқа дайындық .

1. Орнатуды көлденең туралау үшін 2 шеңберлік деңгеймен реттеу аяқтарын 3 пайдаланыңыз.

2. 5 консольге 7 серіппені бекіту.

3. Серіппенің төменгі соңында жиынтық жүктің негізін бекіту 8

4. Фотодатчиктің жақтауын оптикалық ось ретінде орнату

(фотодатчик корпусындағы белгі) жүктің төменгі қырына сәйкес келеді, көз

жүк фотодатчик рамкасына артқы емес еркін өтеді.

5. Фотодатчикті электрондық секундомерге қосу.

6. Секундомер қуатын қосу.
1 жаттығу .

Серіппелі маятниктің тербеліс кезеңін өлшеумен жылжу модулін анықтау.

1. Салмағы 100 г жүкті серіппеге салыңыз.

2. Электрондық секундомерде 10 тербеліс санын орнатыңыз

3. Жүкті 8 – ге 2-3 см жоғары көтеріп, босатыңыз, бұл ретте жүкті бастайды

жасауға тербелістер ортақ серіппеге.

4. Маятниктің толық тербелісінің t он (n=10) уақытын өлшеңіз. T көрсеткіштері

электрондық секундомерді 1-кестеге енгізіңіз.

5. 4-5 п. п. өлшеулерді кемінде 5 рет қайталаңыз. Тербеліс есептегішінің көрсеткіштері әрдайым онға тең болуы керек. Нәтижелерді 1-кестеге енгізіңіз

6. 5(бес) m жүк массасы 8 үшін 1 – 5 п.п. қайталаңыз. Нәтижелері

өлшеулерді 1-кестеге енгізіңіз.

1-кесте.