Методика виконання роботи

Як відмічалося вище, у результаті прогину стержня мають місце деформації простого розтягу і стиснення. Тому прогин стержня однозначно пов'язаний з модулем Юнга. Якщо до стержня прямокутного перерізу шириною В з товщиною D (рис. 2) прикладена сила F, то стрілка прогину h виразиться рівністю:

(2)

де Е- модуль Юнга, l - віддаль між опорними призмами, а k -коефіцієнт, який залежить від, способу кріплення. Величина k для стержня, який вільно лежить на двох опорних призмах, дорівнює 1/4. Тоді:

(3)

Коли закріплено один кінець стержня, а до другого прикладена сила, то k= 4.

Порядок виконання роботи

1. Виміряти за допомогою мікрометра ширину B і товщину D стержня (виміри провести декілька разів у різних точках по довжині стержня) і лінійкою виміряти відстань l.

2. Мікроскопом МИР-1 вимірюється величина стрілки прогину. Окуляр мікроскопа має шкалу, ціна поділки якої залежить від довжини тубуса мікроскопа (див. табл. 1). Визначити так звану нульову точку.

3. Поступово збільшувати навантаження на стержень 1 розраховувати, на скільки поділок прогинається стержень ( ) відносно нульової точки, змінюючи ціну поділки мікроскопа.

4. За формулою (3) визначити модуль Юнга дяи трьох довжин і для кожного навантаження окремо (9 вимірів), знайти його середнє значення. Результати вимірів та підрахунків записати до табл.2.

Таблиця 1. Визначення ціни поділки при зміні довжини тубуса мікроскопа МИР-І

Довжина тубуса, мм	Ціна поділки, мм
130	0,058
140	0,053
150	0,049
160	0,045
170	0,041
180	0,038
190	0,036

Таблиця 2.

№ пп	Віддаль між опорами призми l, м	Товщина стержня D, м	Ширина стержня B, м	Навантаження F, H	Стрілка прогину h, м	Модуль Юнга E,	Е серед.,
1. 2. ... 9.

Контрольні запитання

1. Які існують типи пружних деформацій?

2. Чим характерний нейтральний шар балки?

3. Який характер має деформація шарів, що лежать вище (нижче) від нейтрального?

4. Від чого залежить деформація кожного шару балки при сталій зовнішній силі?

Список літератури

1. Зисман Г.А.. Тодео О.М, Курс общей физики.- М , 1964. -Т.1.

2. Дущенко В.П. Физический практикум. - Киев, 1965.

3. Чулановская М.В. Курс физики для биологов. - Л., 1072. -Ч.1.

4. Загальна фізика: Лабораторний практикум / За заг. ред. І.Т.Горбачука.- K., I992.

Лабораторна робота № 6

ВИВЧЕННЯ ОБЕРТАЛЬНОГО РУХУ ТВЕРДОго тіла методом маятника ОБЕРбЕКА

Мета роботи: експериментально перевірити основний закон динаміки обертального руху твердого тіла.

Прилади та матеріали: маятник Обербека, електричний секундомір, штангенциркуль, важки, лінійка, технічні терези.

Теоретичні відомості

Для опису динаміки обертального руху твердого тіла виявляється недостатнім знати тільки масу тіла і силу, яка на нього діє. Це пов'язане з тим, що параметри обертального руху (наприклад, кутове прискорення ) залежить від того, яким чином маса тіла і діючі на нього сили розподілені відносно осі обертання тіла.

Обертальний рух твердого тіла відносно нерухомої осі описується співвідношенням

(1)

яке називають основним рівнянням обертального руну твердого тіла. Тут I-момент інерції твердого тіла відносно нерухомої осі, - момент зовнішніх сил відносно тієї ж осі, - кутове прискорення.

Із рівності (1) випливає два наслідки:

1) при постійному моменті інерції І кутове прискорення тіла Е прямо пропорційне моменту сили М, тобто

, (2)

2) один і той самий момент сил надає тілу кутове прискорення, обернено пропорційне його моменту інерції, тобто

(3)

У даній роботі перевіряється правильність співвідношення (2), а значить і основного рівняння динаміки обертального руху твердого тіла (1). Перевірка виконується на приладі, який носить назву маятника Обербека.