Füüsika praktikum nr. 12B (7)

Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: 30.10.2008
Õpperühm: Kaitstud:
Töö nr. 12B OT:
NIHKEMOODUL
Töö eesmärk: Töövahendid:
Traadi nihkemooduli määramine Keerdpendel lisaraskusega, nihik , keerdvõnkumisest. kruvik, ajamõõtja, tehnilised kaalud.
JOONIS Teoreetilised alused Katse seisneb traadi nihkemooduli määrmises keerdvõnkumisest. Töö teostatakse seadmega ,,B". Esmalt tuleb määrata kruvikuga kolmest erinevast kohast (igas kohas kahes ristsihis) traadi diameeter . Teostada mõõtmised ja kanda tulemused tabelisse ning arvutada nihkemooduli väärtus ja selle viga. Nihkemoodul arvutatakse järgmise valemi abil:
1 4(12 + 22 ) = = 4 2 4 (2 - 12 )
kus ­ traadi pikkus, ­ ühe muhvi mass, ­ traadi raadius, 1 ­ ketta välisserva raadius, 2 ­ ketta ava raadius, 1 ja 2 pendli võnkeperioodid erinevate inertsimomentide korral.
2 Töö käik Traadi läbimõõt ja pikkus:
= 115,6 ± 0,005
Katse nr. , ­ , (­ ) , 1 1,11 0,0067 0,000044 2 1,10 -0,0033 0,000011 3 1,10 -0,0033 0,000011
= 0,552 ± 0,004 = 1,103 ± 0,004
Võnkeperioodide määramine:
= 762 ± 0,5
1 = 20,0 ± 0,3 1 = 0,1 ± 0,003
2 = 6,2 ± 0,1 2 = 0,031 ± 0,0001
Põhiketas Põhiketas + lisaketas Katse nr. 1 , 1 , 2 , 2 , 1 10 39,4 3,94 10 56,0 5,60 2 11 43,2 3,93 11 61,7 5,61 3 14 55,0 3,93 14 78,1 5,58
1 = 3,932 ± 0,004 2 = 5,596 ± 0,009 s
3 Arvutused ( - )2 () = -1, =1 ( - 1)
3 (1 - 1 )2 3 (2 - 2 )2 (1 ) = 4,3 =1 = 0,00404 s (2 ) = 4,3 =1 = 0,00904 s 6 6
3,94 + 2 3,93 5,60 + 5,61 + 5,58 1 = = 3,932 2 = = 5,596 3 3
4(12 + 22 ) 4 1,156 0,762 0,0110 = = = 5,189 109 4 (22 - 12 ) 0,0011034 15,85 2
2 2 2 2 2 2 2 () = () + () + (1 ) + (2 ) + () + (1 ) + (2 ) 1 2 1 2
4(12 + 22 ) 4(12 + 22 ) 81 82 = 4 2 = 4 2 = = (2 - 12 ) (2 - 12 ) 1 4 (22 - 12 ) 2 4 (22 - 12 )
16(12 + 22 ) 8(12 + 22 )1 8(12 + 22 )2 =- = =- 5 (22 - 12 ) 1 4 (22 - 12 )2 2 4 (22 - 12 )2
() = 0,005 () = 0,0005 (1 ) = 0,003 (2 ) = 0,0001
() = 0,000004 (1 ) = 0,00404 (2 ) = 0,00904
2 2 2 2 4(12 + 22 ) 4(12 + 22 ) 81 82 4 2 2 () + 4 2 2 () + 4 2 2 (1 ) + 4 2 2 (2 ) + (2 - 1 ) (2 - 1 ) (2 - 1 ) (2 - 1 ) () = 2 2 2 = 16(12 + 22 ) 8(12 + 22 )1 8(12 + 22 )2 + - () + 4 2 (1 ) + - (2 ) 5 (22 - 12 ) (2 - 12 )2 4 (22 - 12 )2 2 2 2 2 4 0,762 0,0110 4 1,156 0,0110 8 1,156 0,762 0,2 8 1,156 0,762 0,031 0,005 + 0,0005 + 0,003 + 0,0001 + 4 0,001103 15,85 4 0,001103 15,85 4 0,001103 15,85 4 0,001103 15,85 = 2 2 2 = 16 1,156 0,762 0,0110 8 1,156 0,762 0,0110 3,932 8 1,156 0,762 0,0110 5,596 + - 0,000004 + 0,00404 + - 0,00904 0,0011035 15,85 0,0011034 15,852 0,0011034 15,852
= 5,727 108 2
4 Järeldus Traadi nihkemooduliks sain = (51,9 ± 5,7) 108 . 2
Enim mõjutas mõõtmisviga aja mõõtmine. Aja mõõtmisel esineb märkimisväärne viga aja fikseerimisel (reaktsiooni kiirus) ning suurest eksimisvõimalusest pendli null-asendi fikseerimisel. Kuna suhteline mõõtmisviga tuli väga väike, saab järeldada, et kasutatud meetod on sobiv traadi nihemooduli arvutamiseks. Tulemus on seda täpsem, mida suuremat ketast kasutatakse võrreldes põhikettaga, mida pikemat traati ning mida rohkem täisvõnkeid lastakse teha perioodi mõõtmisel.
5