|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Порядок работы на катетометре B-630
1. Включить прибор в сеть через трансформатор. 2. Открепить винт крепления измерительной каретки и переместить её на уровень риски объекта. 3. Установить окуляр зрительной трубы на резкость изображений масштабной сетки, шкалы и пузырька уровня. 4. Провести наводку на резкость изображения измеряемого объекта. 5. Закрепить измерительную каретку. Микрометрическим винтом произвести точную наводку на выбранную точку объекта. 6. Наблюдая в окуляр, совместить изображения концов пузырька уровня (см. рис. 4). 7. Сетка зрительной трубы имеет перекрестие (рис. 5), выполненное в виде углового сектора. При наводке зрительной трубы выбранная точка объекта должна располагаться точно по середине углового сектора на уровне горизонтального штриха. При точной наводке нужно следить за тем, чтобы концы пузырька уровня образовали дугу (рис. 4 б).
9. В поле зрения окуляра одновременно видны изображения двух штрихов миллиметровой шкалы, обозначенных крупными цифрами, и масштабная сетка.
Индексом для отсчета целых миллиметров служит нулевой бисектор десятых долей миллиметра. На рис. 6 158-й штрих шкалы прошел нулевой бисектор, а ближайший большой штрих еще не дошел до него. Отсчет равен 158 мм + отрезок от 158 штриха до нулевого бисектора. В этом отрезке число десятых долей миллиметра обозначено цифрой последнего пройденного бисектора десятых долей миллиметра, в данном случае цифрой 2. Отсчет сотых и тысячных долей миллиметра производится в горизонтальном направлении сетки, там, где миллиметровый штрих шкалы расположен точно посередине бисектора. На рис. 6 миллиметровый штрих находится между четвертым и пятым делениями масштабной сетки, что соответствует 0, 044 мм. Окончательный ответ равен 158, 244 мм. Для повышения точности измерения отсчет необходимо повторить несколько раз и взять среднее значение. В процессе измерения не допускается перефокусировка и поворот колонки.
Порядок выполнения работы 1. Взять у преподавателя или лаборанта исследуемую проволоку.
3. Последовательно нагружая исследуемую проволоку тремя разными грузами (по заданию преподавателя), измерить абсолютное удлинение. В каждом случае измерения провести по 5 раз. 4. Рассчитать модуль Юнга. Результаты свести в таблицу 2.
5. Оценить абсолютную и относительную погрешность в определении модуля Юнга.
Таблица 1
Таблица 2
Рекомендуемая литература
2. Архангельский М.М. Курс физики: механика. - М.: Просвещение, 1975. С. 69-72, 222-234. 3. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. T. I - M.: Наука, 1985. § 58-62. Для получения зачета необходимо 1. Объяснить устройство прибора Лермантова и продемонстрировать умение определять на нем модуль Юнга. 2. Представить отчет по установленной форме. 3. Уметь отвечать на вопросы типа: а) Какие виды деформации вам известны? б) Изобразить графически вид кривых напряжения - деформации для тел хрупких и пластичных. в) Рассказать об анизотропии упругих свойств. г) Какие виды деформаций испытывают стены зданий, тросы подъемных кранов, рельсы на железной дороге, валы машин, металл при резании, резцы, сверла? д) Как изменится конечное сечение поршня при продольном сжатии? При продольном растяжении? е) В двух параллельных плоскостях на тело действуют противоположно направленные пары сил. Какой вид деформации испытывает тело? ж) Какому виду деформаций хорошо сопротивляется камень (сжатию, изгибу или кручению)? Какому виду деформации подвергается он в стенах зданий, колоннах, арках? з) Бетон хорошо сопротивляется сжатию, но плохо выдерживает растяжение. Сталь обладает большой прочностью на растяжение. Каким свойством обладает железобетон? и) Какая пружина - стальная или медная - при упругой деформации под действием одинаковой деформирующей силы приобретает большую потенциальную энергию при прочих равных условиях? (Массу пружины не учитывать). к) Почему резцы не изготовляют из стекла, твердость которого равна твердости инструментальной стали? л) Какая сталь больше удлиняется при растяжении - сырая или закаленная? 4. Нарисовать и объяснить график зависимости относительной деформации от напряжения.
Работа № 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ЮНГА ПО ПРОГИБУ Цель работы: опытное определение модуля Юнга по прогибу. Принадлежности: установка, микрометр, штангенциркуль, набор упругих пластин, линейка.
Вопросы, знание которых обязательно для допуска к выполнению работы 1. Что называется деформацией тела? Какие деформации называются упругими, какие неупругими? 2. Какие тела относятся к упругим, неупругим, пластическим? 3. Как формулируется закон Гука применительно к изгибу (прогибу)? Когда он справедлив? 4. Что такое напряжение? В каких единицах оно измеряется? 5. Что называется модулем Юнга, каков его физический смысл и в каких единицах он измеряется? От чего зависит модуль Юнга? 6. Какая деформация называется однородной (неоднородной)? 7. Что называется абсолютной и относительной деформацией? 8. Какая нагрузка называется сосредоточенной (рассредоточенной)? 9. Как выражается энергия упруго деформированного тела?
11. Расскажите порядок выполнения работы.
введение Деформация представляет собой особый вид движения, а именно: перемещение частей тела относительно друг друга под действием внешней силы. При деформации тела меняют объем и форму.
Простейшим видом деформации является растяжение стержня длиной l под действием силы F. В результате действия силы стержень растянется на величину Dl, называемую абсолютным удлинением. При неизменной F Dl ~ l. Поэтому мерой деформации растяжения служит относительное удлинение e = Dl/l, которое измеряется в процентах. Противоположное направление силы приводит к деформации простого сжатия (рис. 1).
s Естественно, в однородном стержне постоянного сечения величина s будет постоянна вдоль всей длины стержня, поэтому каждый элемент длины стержня будет подвергаться одинаковому растяжению. Возникающее удлинение образца Dl под действием внешней силы F пропорционально величине действующей силы, первоначальной длине l и обратно пропорционально площади поперечного сечения S: Dl =
Из (2) получаем выражение для Е:
Из формулы (3) следует, что модуль упругости не зависит от формы и размеров деформируемого тела. Модуль Юнга Е численно равен напряжению s, вызывающему относительное удлинение e образца, равное единице. При e =1 начальная длина увеличивается в два раза. Однако разрыв образца наступает при значительно меньших напряжениях.
На рис. 2 приведен график зависимости s = f(e). Кривая 1 относится к пластическому телу; 2 - к хрупкому; 3 - к упругому.
Рассмотрим ход s=f(e) для упругого тела. Вначале с увеличением нагрузки e возрастает пропорциональность по s (линейный участок графика aб). В этой области справедлив закон Гука. Наибольшее напряжение, соответствующее б, до которого сохраняется пропорциональность между e и s, называется пределом пропорциональности (sПР). Точка б’ соответствует напряжению, до которого тело испытывает упругие деформации (предел упругости sУП). При напряжении больше sУП происходят неупругие (пластические) деформации, т.е. после снятия напряжения наблюдаются остаточные деформации. Если s достигнет значения sТЕК, соответствующего точке с, материал начинает " течь" - длина его увеличивается без увеличения нагрузки. На стержне получается местное сужение (шейка). В результате этого s несколько увеличивается (участок cд). Точке д соответствует предел прочности. smax - это максимальное напряжение, при котором еще не происходит разрушение материала. За этим пределом образец разрушается (точка e).
Изгиб относится к виду неоднородных деформаций. При изгибе происходит растяжение одних слоев стержня и сжатие других (рис. 6). Нагрузка может быть как сосредоточенной (рис.7), так и рассредоточенной (рис. 8). Рассредоточенной нагрузкой может быть собственный вес стержня.
Dl = где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от способа закрепления (cм. рис. 3-5); h - высота бруска; L - длина бруска между точками опоры. Если брусок свободно лежит на опорах, то k = 1/4 и модуль Юнга определится выражением
ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ Для определения модуля Юнга в этой работе пользуются установкой, схема которой изображена на рис. 9. В нашем опыте используемый брусок свободно опирается на две опоры. Изменение нагрузки Р на брусок осуществляется увеличением числа грузов, устанавливаемых на площадке П. Величина прогиба измеряется с помощью микрометра М, снабженного электрическим индикатором контакта. По загоранию индикаторной лампочки можно судить о наличии соприкосновения микрометра с поверхностью бруска - отсчет l1. Под нагрузкой брусок выходит из контакта и для его восстановления необходимо опустить стержень микрометра до нового контакта - l2. После этого можно легко вычислить величину прогиба Dl: Dl = l2 - l1. (6)
ПОРЯДОК выполнения работы 1. Взять у преподавателя или лаборанта не менее двух брусков из разных материалов. 2. Измерить не менее 5 раз геометрические размеры брусков. Результаты занести в таблицу 1. (Таких таблиц будет две). Таблица 1
Таблица 2
4. Построить графики зависимости Р = f(Dl ). 5. Оценить абсолютную и относительную погрешности в определении модуля Юнга. Рекомендуемая литература 1. Савельев И.В. Курс общей физики. T. 1. -М.: Наука, 1989. 2. Архангельский М.И. Курс физики: механика. - M.: Просвещение, 1975. С. 69-72, 222-234. 3. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. T.1. - М.: Наука, 1967. § 58-62. Для получения зачета необходимо 1. Продемонстрировать умение определять модуль Юнга по прогибу. 2. Представить отчет по установленной форме. 3. Уметь отвечать на вопросы типа: а) Какие виды деформаций вам известны? б) Изобразить графически вид кривых напряжение-деформация для хрупких и пластических тел.
г) Во сколько раз уменьшится прогиб, если толщину доски увеличить в два раза?
ж) Какому виду деформации хорошо сопротивляется камень (сжатию, изгибу или кручению)? Какому виду деформации подвергается он в стенах зданий, колоннах, арках? з) Бетон хорошо сопротивляется сжатию, но плохо выдерживает растяжение. Сталь обладает большой прочностью на растяжение. Каким свойством обладает железобетон? и) В двух параллельных плоскостях на тело действуют противоположно направленные пары сил. Какой вид деформации испытывает тело? к) Какие виды деформаций испытывают стены зданий, тросы подъемных кранов, резцы, сверла, валы машин, металл при резании?
Работа № 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТЕЛ Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-31; Просмотров: 1898; Нарушение авторского права страницы
10. Что называется пределом пропорциональности, упругости, текучести, прочности? Нарисуйте диаграмму напряжений.
Упругое напряжение s определяется величиной f/s, растягивающей или сжимающей силы, отнесенной к единичной площади поперечного сечения стержня: 
. (1)
, (2)
. (3)
Из опыта известно, что величина деформации стержня зависит от способа его закрепления и рода нагрузки.
При работе стержня на изгиб возможны три способа его закрепления. Стержень может быть закреплен одним концом (рис. 3), может свободно лежать на двух опорах (рис. 4). Могут быть закреплены оба конца стержня (рис. 5).
Для экспериментального определения Е чаще пользуются сосредоточенной нагрузкой, например весом гирь Р. Установлено, что если испытываемый образец имеет форму бруска, то при действии сосредоточенной нагрузки на середину образца величина прогиба Dl выражается формулой
, (4)
. (5)
в) При каком расположении доски 
1) или 2) жесткость при одинаковой нагрузке будет меньше? Ответ обосновать.
е) Рассказать об анизотропии упругих свойств?