Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse

Füüsika I praktikum nr 12b: NIHKEMOODUL (0)

1 Hindamata
Punktid
Tallinna Tehnikaülikool
Füüsikainstituut
Üliõpilane: Natalia Novak
Teostatud:
Õpperühm: YAMB11
Kaitstud:
Töö nr: 12B
TO:
NIHKEMOODUL
Töö eesmärk:
Traadi nihkemooduli määramine keerdvõnkumisest.
Töövahendid:
Keerdpendel lisaraskusega, nihik, kruvik , ajamõõtja , tehnilised kaalud.
Skeem
  • Töö teoreetilised alused
    Olgu rakendatud risttahuka pealmisele pinnale sellega paralleelne ja igale pinnaelemendile ühtlaselt mõjuv jõud F. Seda pinnaühikule mõjuvat jõudunimetatakse tangensiaalpingeks. Jõu F mõjul risttahukas deformeerub ja tema külgservad moodustavad oma esialgse asendiga nurga . Nihkedeformatsiooni iseloomustatakse suhtelise nihkega kus a on absoluutne nihe , b risttahuka kõrgus.
    Hooke ’I seaduse põhjal on elastsel deformatsioonil suhteline nihe võrdeline deformatsiooni põhjustava pingega. Seega
    Materialist olenev suurus G on igale ainele iseloomulik konstant, mida nimetatakse nihkemooduliks. Valemist järgneb:
    Nihkemooduli võib määrata selle valemi järgi, mõõtes suurused tan  , F ja S. Kirjeldatud meetodit nihkemooduli määramiseks tegelikult ei rakendata. Selle asemel kasutatakse nihkemooduli määramiseks keerd- ehk torsioonvõnkumist. Olgu pingule tõmmatud elastse traadi külge jäigalt kinnitatud kõva keha nii, et tema vaba telg langeb kokku traadi pikiteljega. Kui selline keha viia välja tasakaaluasendist tema pööramisega ümber vaba telje, siis traat deformeerub ja elastsusjõud tekitavad jõumomendi, mis püüab viia keha tagasi tasakaaluasendisse. Pärast vabastamist hakkab keha sooritama tasakaaluasendi ümber muutuva suunaga pöördliikumisi, mida nimetatakse keerd- ehk torsioonvõnkumisteks. Kuna keha pöörleb, siis võib tema kohta rakendada pöördliikumise dünaamika põhiseadust , kus M on jõumoment antud telje suhtes, I keha inertsimoment sama telje suhtes,
    keha nurkkiirendus . Arvestades, et torsioonvõnkumistel on jõumoment M suunatud vastupidiselt pöördele  ja on elastsuse piirides sellega võrdeline, saab seda võrrandit kasutades harmoonilise keerdvõnkumise diferentsiaalvõrrandi esitada kujul: , kus suurust
    nimetatakse väändemooduliks. Ta võrdub arvuliselt jõumomendiga, mis tekitaks traadile üheradiaanilise väändenurga. Saab näidata, et nihkemoodul G ja väändemoodul f omavahel seotud valemiga , kus r on traadi raadius ja L selle pikkus. Võrrandi lahendamisel saadakse
    Pendli inertsmomendi I elimineerimiseks määratakse kaks erinevat perioodi väärtust T1 ja T2 pendli erinevate inertsmomentide I1 ja I2 korral ning saadakse .
  • Töö käik
  • Määran traadi raadius r. Selleks mõõdan traadi läbimõõt d kruvikuga kolmest kohast (igast kohast kahes ristsihis). Määran traadipikkus L. Tulemused kannan tabelisse 1.
  • Määran keerdvõnkumise periood T1 juhendaja poolt antud n täisvõnke aja kaudu, kui traati pingutab ainult põhiketas ( soovitav väiksem ketas ). Tulemused kannan tabelisse 2.
  • Mõõdan lisaketta ja tema ava läbimõõdud D1 ja D2 ning mass m.
  • Asetan lisaketas põhikettale ja määran periood T2.
  • Arvutan nihkemoodul ja tema liitmääramatus . Tabel 1.
    Traadi läbimõõt ja pikkus
    L = ................± …
    Katse nr
    d, mm
    , mm
    , mm2
    d = .......…......± … r =.......…......± …
    Tabel 2.
    Võnkeperioodi määramine
    m = ......….... ± … D1 = .........…....± … D2 = .....….......± …
    Katse nr
    Põhiketas
    Põhiketas + lisaketas
    n
    t1, s
    T1, s
    n
    t2, s
    T2, s
    T1 =................... ± … T2 =...................± …
  • Arvutused koos määramatusearvutusega.
    Traadi läbimõõt ja selle määramatus :
    (1)
    (2)
    tn-1,β- Studenti tegur (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1)
    β- usaldatavus ; füüsika praktikumides tavaliselt β=0,95
    ep – mõõtevahendi lubatud piirhälve
    Traadi raadius ja selle määramatus :
    (3)
    (4)
    Traadi pikkuse määramatus:
    (5)
    - Studenti tegur (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1)
    β - usaldatavus; füüsika praktikumides tavaliselt β=0,95
    ep - metallmõõtelindi lubatud piirhälve
    l – pool mõõteskaala jaotise pikkuse väärtusest
    Keerdvõnkumise periood ja selle määramatus:
    (6)
    (- stopperi lubatud piirhälve)
    (7)
    Lisaketta massi määramatus:
    (8)
    - kaalude lubatud piirhälve
    - Studenti tegur (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1)
    Lisaketta ja tema ava läbimõõdude määramatused:
    (9)
    - Studenti tegur (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1)
    β - usaldatavus; füüsika praktikumides tavaliselt β=0,95
    ep - metallmõõtelindi lubatud piirhälve
    l – pool mõõteskaala jaotise pikkuse väärtusest
    Nihkemooduli arvutusvalemi tuletamine:
    Süsteemi inertsmoment I arvutatakse valemiga
    , kus m on ketta mass, r1 on ketta välisserva raadius, r2 on ketta ava raadius. Süsteemi inertsmoment ketta lisamisel avaldub seega
    kus I1 on süsteemi inertsmoment lisakettata.
    Valemist
    järgneb
    Asetades saadud avaldise valemitesse
    ja , saadakse
    millest
    Nihkemoodul avaldatakse valemist :
    (10)
    Nihkemooli määramatus:
    ___________________________
    __________________________________________________________________________
    _____________________________
    (11)
    Valemite (1) ning (2) leian traadi keskmise läbimõõdu ja selle määramatus:
    Kruviku lubatud piirhälve
    , usaldatavusega 95%
    Kasutades valemeid (3) ja (4) arvutan traadi raadiuse ja selle määramatuse:
    , usaldatavusega 95%
    Traadi pikkuse L määramatus(valem (5)):
    = 2,0 (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1), β = 0,95, mõõtelindi lubatud piirhälve ep =2,0mm, l = 0,5 mm
    , usaldatavusega 95%
    Määran keerdvõnkumise periood T1 ja selle määramatus juhendaja poolt antud n täisvõnke aja kaudu, kui traati pingutab ainult põhiketas(valemid (6) ja (7)):
    Stopperi lubatud piirhälve
    , usaldatavusega 95%
    Määran keerdvõnkumise periood T2 ja selle määramatus, kui traati pingutab põhiketas ja lisakettas (valemid (6) ja (7)):
    , usaldatavusega 95%
    Lisaketta massi m määramatus (valem (8)):
    kaalude lubatud piirhälve ,
    , usaldatavusega 95%
    Lisaketta ja tema ava läbimõõdude määramatused (valem (9)):
    , usaldatavusega 95%
    , usaldatavusega 95%
    Nihkemooduli ja selle määramatuse leidmine (valemid (10) ja (11)):
    ___________________________________________________________________________
    _____________________________________________________
    _______________________________________________________________
    _______________________________________________________________
    , usaldatavusega 95%
  • Järeldus
    Leitud nihkkemoodul G võrdub
    (usaldatavusega 95%). Kirjanduses antud terase nihkemoodul võrdub . Arvutatud nihkemooduli viga võib tuleneda eelkõige ebatäpsustest keerdvõnkeperioodi määramisel, kuna aja mõõtmise täpsus sõltub väga palju nii mõõtja reakstiooni kiirusest, kui ka keerdvõnke algasendi täpsest määramisest.
  • Vasakule Paremale
    Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #1 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #2 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #3 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #4 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #5 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #6 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #7 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #8 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #9 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #10 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #11 Füüsika-I praktikum nr 12b-NIHKEMOODUL #12
    Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
    Leheküljed ~ 12 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2015-10-01 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 180 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor Natalia_N Õppematerjali autor
    Nihkemoodul. Täielik protokoll; arvestatud; kaitstud
    1. Töö teoreetilised alused
    2. Töö käik
    3. Arvutused koos määramatusearvutusega.
    4. Järeldus

    Sarnased õppematerjalid

    Nihkemoodul
    5
    doc

    Nihkemoodul

    Tallinna Tehnikaülikooli füüsika instituut Üliõpilane: Üllar Alev Teostatud: 18.10.06 Õpperühm: EAEI11 Kaitstud: Töö nr. 12b OT Nihkemoodul Töö eesmärk: Töövahendid: Traadi nihkemooduli määramine Keerdpendel lisaraskusega, nihik, kruvik, keerdvõnkumisest. ajamõõtja, tehnilised kaalud. Skeem Töö käik. 1. Määrake traadi raadius r. Selleks mõõtke traadi läbimõõt d kruvikuga kolmest kohast (igast kohast kahes ristsihis). Traadi pikkus l on antud töökohal. Tulemused kandke tabelisse. L = .......... ±...........

    Füüsika
    Füüsika I - Praktikum Nr-12B - Nihkemoodul
    8
    doc

    Füüsika I - Praktikum Nr. 12B - Nihkemoodul

    Tallinna Tehnikaülikooli Füüsika instituut Üliõpilane: Erki Varandi Teostatud: 19.11.14 Õpperühm: AAVB11 Kaitstud: Töö nr. 12 B OT: Nihkemoodul Töö eesmärk: Töövahendid: Traadi nihkemooduli määramine Keerdpendel lisaraskusega, nihik, kruvik, keerdvõnkumisest. ajamõõtja, tehnilised kaalud. Skeem Töö teoreetilised alused. Olgu rakendatud risttahuka pealmisele pinnale sellega paralleelne ja igale pinnaelemendile ühtlaselt mõjuv jõud F. Seda pinnaühikule mõjuvat jõudu F  (1)

    Füüsika
    Füüsika I praktikum nr18-VEDRUPENDLI VABAVÕNKUMINE
    26
    docx

    Füüsika I praktikum nr18: VEDRUPENDLI VABAVÕNKUMINE

    Nr. cm n cm s  s-1 3. Arvutused koos määramatusearvutusega. Massi mi määramatus: ep U C  mi   U B  mi  m  t 3 (1) t  - Studenti tegur (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1) β- usaldatavus; füüsika praktikumides tavaliselt β=0,95 ep – mõõtevahendi lubatud piirhälve Vedru pikkenemise li määramatus: U C  li   U B  l  m  2  U B  l  l  2 ep U B  li  m  t 3 , t kus ep – mõõtevahendi lubatud piirhälve,  on Student´i tegur ja ∞ on lõpmatus, β on usaldatavus,

    Füüsika
    Nihkemoodul
    8
    pdf

    Nihkemoodul

    Tallinna Tehnikaülikooli Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 5 OT Nihkemoodul Töö eesmärk: Töövahendid: Traadi nihkemooduli määramine Keerdpendel lisaraskusega, nihik, kruvik, keerdvõnkumisest. ajamõõtja, tehnilised kaalud. Skeem Töö käik 1. Määrake traadi raadius r. Selleks mõõtke traadi läbimõõt d kruvikuga kolmest kohast (igast kohast kahes ristsihis). Traadi pikkus L on antud töökohal. Tulemused kandke tabelisse 1. 2

    Füüsika
    Füüsika I praktikum nr 5-külgliikumine
    26
    docx

    Füüsika I praktikum nr 5: külgliikumine

    Elektrilise mõõtevahendiga tehtud mõõtmise B-tüüpi määramatuse leidmine: ep U B  x  m  t  3 , (3) t  kus ep – mõõtevahendi lubatud piirhälve, on Student´i tegur ja ∞ on lõpmatus, β on usaldatavus, füüsika praktikumis on usaldatavus tavaliselt 95%. Liitmääramatuse (C-tüüpi määramatuse) leidmine: U C  x  U A  x   2  U B  x   2 2  n   x  x  2

    Füüsika
    Füüsika I praktikum nr28-PINDPINEVUS
    16
    docx

    Füüsika I praktikum nr28: PINDPINEVUS

    d  d 2 i U C  d   U A  d   t n 1, i 1 n n  1 kus, (5) tn-1,β- Studenti tegur, β- usaldatavus; füüsika praktikumides tavaliselt β=0,95 Pindpinevus tegur ja selle määramatus: mg  d (6)   f  m; d  2 2   mg     mg  

    Füüsika
    Füüsika I praktikum nr14-POISEUILLE’ MEETOD
    18
    docx

    Füüsika I praktikum nr14: POISEUILLE’ MEETOD

    Liitmääramatuste leidmine (kui kordusmõõtmised puuduvad A-tüüpi mõõtemääramatust ei hinnata): U C  x  U B  x  m  2  U B  x  l  2 ep U B  x  m  t  3 , t  kus ep – mõõtevahendi lubatud piirhälve, on Student´i tegur ja ∞ on lõpmatus, β on usaldatavus, füüsika praktikumis on usaldatavus tavaliselt 95%. U B  x l    l , kus β on usaldatavus ja l on pool skaala jaotise selle osa väärtusest, mida mõõtmisel hinnati. Seega, 2  ep  U C  x    t     l 2  3 

    Füüsika
    FUUSIKALISTE SUURUSTE MOOTMINE MOOTMISVEAD MOOTEHALBED J
    15
    pdf

    FUUSIKALISTE SUURUSTE MOOTMINE MOOTMISVEAD MOOTEHALBED J

    mõõtetulemusega seonduv parameeter, mis iseloomustab mõõtesuurusele põhjendatult omistatavate väärtuste tõenäosusjaotust. Sellise definitsiooni korral peavad aga mõõtmised olema tehtud peaaegu ideaalse täpsusega, et mõõtetulemuse tõenäosusjaotus oleks võimalikult lähedane mõõdetava suuruse tõenäosusjaotusele ja tulemuse hajuvust iseloomustav parameeter vastaks seega mõõdetava suuruse väärtuste tegelikule hajuvusele (oleks selle hajuvuse parimaks hinnanguks). Füüsika üldpraktikumis nii kõrge täpsusega mõõtmisi ei tehta. Seetõttu saab siin rääkida mõõtetulemuse laiema tähendusega määramatusest, mida tekitavad mõlemad: nii mõõdetav objekt kui selle mõõtmine. Objekti määramatusele lisandub olulisena selle mõõtmisest tingitud määramatus. Reaalselt pole nad eristatavad. Mõõtetulemuse (kogu)määramatus on nende koosmõju tulemus. Tõenäosusteooria järgi näitab hajuvust dispersioon. Positiivset ruutjuurt dispersioonist

    Füüsika




    Meedia

    Kommentaarid (0)

    Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri



    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun