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
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 = .......... ±........... Katse nr
sisejõududena esinevad ainult väändemomendid. 2. Sõnastage Hooke’i seadus nihkedeformatsiooni korral. Suhteline nihe on elastsel deformatsioonil võrdeline deformatsiooni põhjustava pingega 3. Defineerige nihkemoodul ja väändemoodul. Nihkemoodul G näitab, kui suur tangentsiaalpinge tekib kehas ühikulise suhtelise nihke korral. Väändemoodul võrdub arvuliselt jõumomendiga, mis tekitaks traadis üheradiaanilise väändenurga. 4. Nimetage nihkemooduli ühikud ja leidke ühikutevahelised seosed. Paskal ehk N/ruutmeetrikohta – jõud, mis on kehal ühe ruutmeetri kohta. 5. Mis on mehaaniline pinge? Mis on tangentsiaalpinge? Mehaaniline pinge näitab, kui suur jõud mõjub kehas lõikepinna ühiku kohta. Kui aga jõud mõjub piki pinda, on tegemist tangentsiaalpingega. 6. Mis on nihke põhjuseks? Nihke põhjus on keha suunatud liikumine. 7. Milline on väändevõnkumise diferentsiaalvõrrand ja kuidas saab sellest leida võnkumise
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. Määrake keerdvõnkumise periood T1 juhendaja poolt antud n täisvõnke aja
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) S nimetatakse tangensiaalpingeks
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 12 OT: Nihkemoodul Töö eesmärk: Töövahendid: Traadi nihkemooduli määramine Keerdpendel lisaraskusega, nihik, kruvik, keerdvõnkumisest. ajamõõtja, tehnilised kaalud Skeem l Töö teoreetilised alused Olgu rakendatud risttahuka pealmisele pinnale sellega paralleelne ja igale pinnaelemendile ühtlaselt mõjuv jõud F. Seda pinnaühikule mõjuvat F jõudu = nimetatakse tangentsiaalpingeks
Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Natalia Novak Teostatud: Õpperühm: YAMB11 Kaitstud: Töö nr: 12B TO: NIHKEMOODUL Töö eesmärk: Töövahendid: Traadi nihkemooduli määramine Keerdpendel lisaraskusega, nihik, kruvik, keerdvõnkumisest. ajamõõtja, tehnilised kaalud. Skeem 1. Töö teoreetilised alused Olgu rakendatud risttahuka pealmisele pinnale sellega paralleelne ja igale pinnaelemendile ühtlaselt F mõjuv jõud F
Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Vladimir Bednõi Teostatud: 13.03.2017 Õpperühm: Kaitstud: Töö nr: 10A TO: NIHKEMOODUL Töö eesmärk: Töövahendid: Traadi nihkemooduli määramine Keerdpendel lisaraskusega, nihik, kruvik, keerdvõnkumisest. ajamõõtja, tehnilised kaalud Skeem Töö käik Määrake traadi raadius r. Selleks mõõtke traadi läbimõõt d kruvikuga vähemalt kolmest erinevast kohast (igast kohast kahes ristsihis). Mõõtke traadi pikkus L . Tulemused kandke tabelisse № 1. Töötamisel seadmega 1
Tallina Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 12B TO: Nihkemoodul Töö eesmärk: Töövahendid: Traadi nihkemooduli Keerdpendel lisaraskusega, nihik, määramine kruvik, ajamõõtja, tehnilised kaalud keerdvõnkumisest Skeem: 3.Katseandmete tabelid Traadi läbimõõt ja pikkus L = ...... ± ........ Katse d, mm d -d, mm (d - d)2, mm nr. d = ..... ± ....... r = ..... ± ........ Võnkeperioodide määramine m = ...... ± ....... D1 = ...... ± ........ D2 = ....... ± ........
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Füüsika kateeder Üliõpilane: Tõnis Liiber Teostatud: 13.oktoober 2011 Õpperühm: AAVB-11 Kaitstud: Töö nr. 12A OT NIHKEMOODUL Töö eesmärk: Töövahendid: Traadi nihkemooduli määramine Keerdpendel lisaraskusega, nihik, kruvik, ajamõõtja, keerdvõnkumisest. tehnilised kaalud. Töö teoreetilised alused. Pindpinevus avaldub vedeliku pinna omadusest tõmbuda kokku. Seda põhjustavad molekulaarjõud. Kui vedeliku sees olevale molekulile on teda ümbritsevate molekulide poolt mõjuv keskmine jõud võrdeline nulliga, siis pinnakihi molekulile mõjuv summaarne jõud on nullist erinev. Pinnast ühele ja
1 1 5 5 31,104 0,128 0,016 2,074 5 74,667 0,383 0,147 4,978 30,976 0,159 2,065 74,284 0,869 4,952 Keerdvõnkumisperioodi viga põhiketta korral: Keerdvõnkumisperiood , usaldatavusega 0,95. Keerdvõnkumisperioodi viga põhiketta ja lisaketta korral: Keerdvõnkumisperiood , usaldatavusega 0,95. Nihkemooduli ja tema vea arvutamine: 2 2 2 2 2 2 2 G G G G G G G G = L + m + r1 + r2 + r + T1 + T2 L m r1 r2 r T1 T2 4 m ( r12 + r22 ) 4 L ( r12 + r22 ) 2 2 2 2
Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr: 10 TO: NIHKEMOODUL Töö eesmärk: Töövahendid: Traadi nihkemooduli määramine Väände- ehk torsioonpendel põhi- ja väändevõnkumisest. lisakoormistega, nihik, kruvik, ajamõõtja, kaalud, mõõtelint Skeem Töö käik Määrake traadi raadius r. Selleks mõõtke traadi läbimõõt d kruvikuga vähemalt kolmest erinevast kohast (igast kohast kahes ristsihis). Mõõtke traadi pikkus L
Ep=mgh m- keha mass, g raskuskiirendus, h keha kõrgus maapinnast potentsiaalne energia Kui suletud süsteemis mõjuvad ainult gravitatsiooni- ja elastsusjõud, on Mehaanilise energia süsteemi mehaaniline koguenergia jääv. jäävuse seadus E = E k + E p = const Ülekandunud ja muundunud energia iseloomustav suurus, mis võrdub jõu- ja nihkemooduli ning jõu- ja nihkevektori vahelise nurga koosinuse Mehaaniline töö korrutisega. A = Fs cos F jõud, s-nihe, jõu- ja nihkevektori vaheline nurk Võimsus A N = A töö, t kulunud t Deformeeritud keha kx 2 potentsiaalne energia Ep = k keha jäikus, x - keha deformatsioon
· amorfseteks aineteks (kindel sulamistemperatuur puudub, aine omab vedelikele sarnaseid omadusi) Lisaolekuteks on kaamforteersis ja plasma Näiteks veel(H 2O) on 3 olekut: tahke (jää), vedel (vesi) ja gaasiline (veeaur). Tahke Tahkis ehk tahke keha on keha, mis on tahkeks olekuks nimetatavas agregaatolekus. Tahkiste tunnuseks on võime avaldada erinevaltgaasidest ja vedelikest vastupanu nihkedeformatsioonide: tahkiseid iseloomustavad suured nihkemooduli väärtused. Tahke oleku korral mõjuvad molekulide vahel tugevad seosejõud, nii et nad saavad üksteise suhtes ainult võnkuda. Enamiku ainete puhul on tahkise tihedus suurem kui vedeliku ja gaasi oma. Tuntud erandiks on jää, mis on vedelast veest väiksema tihedusega. Vedel Vedelik on üks neljast aine agregaatolekust . Vedelikuna on aine voolav ja selle kuju on tavaliselt piiritletud anuma kujuga, mida ta täidab. Tema ruumala on rangelt määratletudtemperatuuri ja rõhuga
2 Mehaanilise energia jäävuse seadus E E k E p const Kui suletud süsteemis mõjuvad ainult gravitatsiooni- ja elastsusjõud, on süsteemi mehaaniline koguenergia jääv. on ülekandunud ja muundunud energiat iseloomustav suurus, mis võrdub jõu- ja nihkemooduli ning jõu- ja nihkevektori vahelise nurga koosinuse korrutisega. Mehaaniline töö A Fs cos F jõud, s nihe, jõu- ja nihkevektori vaheline nurk A Võimsus N A töö, t kulunud aeg t IV. Perioodilised liikumised 2 v
Elastsusmoodul E näitab, kui suur normaalpinge tekib aines ühikulise suhtelise pikenemise korral. Elastsusmoodul iseloomustab ainet, millest keha koosneb. Elastsusmooduleid mõõdetakse mehaanilise pingega samades ühikutes (Pa ehk N/m2). Hooke'i seadus venitusel on elastsusmooduli abil esitatav kujul: n = -E . Ruumelastsusmoodul B näitab analoogiliselt, kui suur normaalpinge (rõhk) tekib aines ühikulise suhtelise ruumalamuutuse korral. Elastsus-, ruumelastsus- ja nihkemooduli definitsioonides eeldatakse vaikimisi deformatsiooni elastsust (kirjeldatav mõtteline katse on teostatav vaid elastsuse piirides). Näide: Selleks, et vähendada aine mingi koguse kokkusurumisel tema ruumala 1 % võrra, on vaja rakendada rõhku 1 % ruumelastsusmooduli väärtusest. Suhteline nihe (nihkedeformatsioon) on nihkenurga tangens = tan = x / l . Nihkemoodul G näitab, kui suur tangentsiaalpinge tekib kehas ühikulise suhtelise nihke korral.
Elastsusmoodul E näitab, kui suur normaalpinge tekib aines ühikulise suhtelise pikenemise korral. Elastsusmoodul iseloomustab ainet, millest keha koosneb. Elastsusmooduleid mõõdetakse mehaanilise pingega samades ühikutes (Pa ehk N/m2). Hooke'i seadus venitusel on elastsusmooduli abil esitatav kujul: n = -E . Ruumelastsusmoodul B näitab analoogiliselt, kui suur normaalpinge (rõhk) tekib aines ühikulise suhtelise ruumalamuutuse korral. Elastsus-, ruumelastsus- ja nihkemooduli definitsioonides eeldatakse vaikimisi deformatsiooni elastsust (kirjeldatav mõtteline katse on teostatav vaid elastsuse piirides). Näide: Selleks, et vähendada aine mingi koguse kokkusurumisel tema ruumala 1 % võrra, on vaja rakendada rõhku 1 % ruumelastsusmooduli väärtusest. Suhteline nihe (nihkedeformatsioon) on nihkenurga tangens = tan = x / l . Nihkemoodul G näitab, kui suur tangentsiaalpinge tekib kehas ühikulise suhtelise nihke korral
suhtelise pikenemise korral. Elastsusmoodul iseloomustab ainet, millest keha koosneb. Elastsusmooduleid mõõdetakse mehaanilise pingega samades ühikutes (Pa ehk N/m2). Hooke'i seadus venitusel on elastsusmooduli abil esitatav kujul: n = -E . Ruumelastsusmoodul B näitab analoogiliselt, kui suur normaalpinge (rõhk) tekib aines ühikulise suhtelise ruumalamuutuse korral. Elastsus-, ruumelastsus- ja nihkemooduli definitsioonides eeldatakse vaikimisi deformatsiooni elastsust (kirjeldatav mõtteline katse on teostatav vaid elastsuse piirides). Näide: Selleks, et vähendada aine mingi koguse kokkusurumisel tema ruumala 1 % võrra, on vaja rakendada rõhku 1 % ruumelastsusmooduli väärtusest. Elastsusmoodul ehk Youngi moodul on defineeritud kui normaalpinge, mis põhjustab ühikulise suhtelise pikenemise. E= / = fl/ s
Ep = k keha jäikus, x keha deformatsioon 2 Mehaanilise energia E = E k + E p = const Kui suletud süsteemis mõjuvad ainult gravitatsiooni- ja jäävuse seadus elastsusjõud, on süsteemi mehaaniline koguenergia jääv. on ülekandunud ja muundunud energiat iseloomustav suurus, mis võrdub jõu- ja Mehaaniline töö nihkemooduli ning jõu- ja nihkevektori vahelise nurga koosinuse korrutisega. A = Fs cos F jõud, s nihe, jõu- ja nihkevektori vaheline nurk A Võimsus N = A töö, t kulunud aeg t IV. Perioodilised liikumised 2 v pöördenurk, t kulunud aeg, T periood
õhesugused, puhul jaotub pinge kogu kehas ühtlaselt. Tangensiaalpinge Nihkemoodul G =f( all)/S G= /y= /tan 1.4.3.Vääne ja väändemoodul(f) f=M/ f= Gr ^4/2l (joonpaisumistegur)= l/l T (1/deg) (ruumpaisumistegur)=3 Nihkemoodul G on võrdne tangensiaalpinge ja suhtelise nihke jagatisega. Nihkemooduli ühikuks on Pa.( paskal ) Väändemoodul f on võrdne horisontaalsihis mõjuva deformeeriva jõu momendiga mis põhjustab ühikulise väändenurga. f=M/ 1.5.Võnkumised 1.5.1.Harmoonilised võnkumised Harmooniliste võnkumiste puhul võnkuva masspunkti või jäiga keha hälve tasakaalu asendist sõltub ajast siinus või koosinusfunksiooni järgi. Süsteemi vabad ehk omavõnkumisd toimuvad ilma väliste jõudude mõjuta. Välise jõu abil viiakse süsteem
Ep = k keha jäikus, x keha deformatsioon 2 Mehaanilise energia E = E k + E p = const Kui suletud süsteemis mõjuvad ainult gravitatsiooni- ja jäävuse seadus elastsusjõud, on süsteemi mehaaniline koguenergia jääv. on ülekandunud ja muundunud energiat iseloomustav suurus, mis võrdub jõu- ja Mehaaniline töö nihkemooduli ning jõu- ja nihkevektori vahelise nurga koosinuse korrutisega. A = Fs cos F jõud, s nihe, jõu- ja nihkevektori vaheline nurk A Võimsus N = A töö, t kulunud aeg t IV. Perioodilised liikumised 2 v pöördenurk, t kulunud aeg, T periood
4 Töö ja energia 1 J on töö, mida teeb jõud 1N, kui selle rakenduspunkt nihkub liikumise suunas 1m võrra. 1W on võimsus, mille korral tehakse ühes sekundis 1J tööd . Energiaks nim keha võimet teha tööd. Kin energia võrdub jõu tööga, mis tuleb teha, et panna liikuma paigal olev keha. Mehaaniline töö on energialiikide muundumist iseloomustav suurus, võrdub jõu- ja nihkemooduli ning jõu- ja nihkevektori vahelise nurga koosinuse korrutisega. Energialiikide muundumist iseloomustav suurus. Mehaaniliseks koguenergiaks nim süsteemi kin ja pot energia summat.Meh enegia jäävuse seadus kui suletud süsteemis mõjuvad ainult gravitatsiooni- ja elastsusjõud, on süsteemi mehaaniline koguenergia jääv. Pascali seadus kinnises anumas olevale liikumatu vedeliku pinnale või gaasile avaldatav rõhk antakse ilma muutusteta edasi igas suunas.
Elastsusmoodul E näitab, kui suur normaalpinge tekib aines ühikulise suhtelise pikenemise korral. Elastsusmoodul iseloomustab ainet, millest keha koosneb. Elastsusmooduleid mõõdetakse mehaanilise pingega samades ühikutes (Pa ehk N/m2). Hooke'i seadus venitusel on elastsusmooduli abil esitatav kujul: n = -E . Ruumelastsusmoodul B näitab analoogiliselt, kui suur normaalpinge (rõhk) tekib aines ühikulise suhtelise ruumalamuutuse korral. Elastsus-, ruumelastsus- ja nihkemooduli definitsioonides eeldatakse vaikimisi deformatsiooni elastsust (kirjeldatav mõtteline katse on teostatav vaid elastsuse piirides). Näide: Selleks, et vähendada aine mingi koguse kokkusurumisel tema ruumala 1 % võrra, on vaja rakendada rõhku 1 % ruumelastsusmooduli väärtusest. Suhteline nihe (nihkedeformatsioon) on nihkenurga tangens = tan = x / l . Nihkemoodul G näitab, kui suur tangentsiaalpinge tekib kehas ühikulise suhtelise nihke korral
Elastsusmoodul E näitab, kui suur normaalpinge tekib aines ühikulise suhtelise pikenemise korral. Elastsusmoodul iseloomustab ainet, millest keha koosneb. Elastsusmooduleid mõõdetakse mehaanilise pingega samades ühikutes (Pa ehk N/m2). Hooke'i seadus venitusel on elastsusmooduli abil esitatav kujul: n = -E . Ruumelastsusmoodul B näitab analoogiliselt, kui suur normaalpinge (rõhk) tekib aines ühikulise suhtelise ruumalamuutuse korral. Elastsus-, ruumelastsus- ja nihkemooduli definitsioonides eeldatakse vaikimisi deformatsiooni elastsust (kirjeldatav mõtteline katse on teostatav vaid elastsuse piirides). Näide: Selleks, et vähendada aine mingi koguse kokkusurumisel tema ruumala 1 % võrra, on vaja rakendada rõhku 1 % ruumelastsusmooduli väärtusest. Tangentsiaalpinge Tangentsiaalpinge ehk puutepinge ehk nihkepinge on mõiste tugevusõpetusest, mis tähendab lõikepinna sihis mõjuvat pingekomponenti. Tangentsiaalpinge on vektoriaalne
(joonpaisumistegur)= l/l T või nurksageduseks . See on ka faasi (1/deg) muutumise kiirus, sest näitab faasi muutust (ruumpaisumistegur)=3 ajaühikus. Mõõdetakse ühikutes rad/s. Nihkemoodul G on võrdne tangensiaalpinge ja suhtelise nihke jagatisega. See on harmoonilise võnkumise Nihkemooduli ühikuks on Pa.( paskal ) diferentsiaalvõrrand. Sellist seost peavad rahuldama kõik võnkumisseadused (hälbe avaldised), mis kujutavad harmoonilisi Väändemoodul f on võrdne horisontaalsihis võnkumisi. mõjuva deformeeriva jõu momendiga mis põhjustab ühikulise väändenurga. 1.5.2
Graafiku esimene kõver osa I kajastab kobestunud pinnase nihketugevus väiksem. Kohevas liivas põhjustab tunde. Tihenemise kiirusest oleneb koormusastme kestus. Savi pikaajalise silindri ja puuraugu seina vahelise ebatasasuse täitumist. Pinnase nihe täiendava tihenemise, kuna on vabu poore, kuhu terad nihkudes deformeerumise põhjuseks on peamiselt tema väike veejuhtivus. Tihenemiseks deformeeritavus väljendatuna nihkemooduli kaudu määratakse graafiku sirge paigutuvad. Lõppkokkuvõttes saavutavad nii kohev kui tihe pinnas küllalt peab pooride maht vähenema. Kui poorid on veega täidetud, peab järelikult osa II kalde järgi kindla valemiga, mis sõltub suure paigutuse juures ühesuguse poorsuse, mida nim kriitiliseks vesi sealt välja voolama
välja tugevus võrdub nulliga. Samuti on võimalikud kõik vahepealsed juhtumid. Kõik oleneb objekti kaugusest, antenni suunakarakteristiku laiusest püsttasandis ja antenni kõrgusest. Objekti peegeldusomadused Aktiivse raadiolokatsiooni peamiseks omaduseks on kiirgamine objektilt, kui raadiolaine kohtab oma teel keskkonda elektriliste omadustega, mis erinevad üldise keskkonna omadustest. Raadiolaine kutsub objekti pinnal esile juhitavuse või nihkemooduli. Peegeldunud võimsuse suurust iseloomustab Poytingi vektor. Poytingi vektor kirjeldab elektromagnet- välja energiavoogu läbi mingi pinna ühikutes W/m2. Poytingi vektor S E H väljendatakse vektorkorrutisena , kus E – elektrivälja tugevus H – magnetvälja tugevus Et E ja H on teineteisega risti olevad vektorid, siis korrutis näitab energia liikumise suunda. Pinna peegeldusvõimet iseloomustab peegeldustegur δ ja efektiivne
p III II p p0 V I V0 V J o o n is 4 .2 7 P re s s io m e e tr i k a ts e tu le m u s te g ra a f ik Graafiku esimene kõver osa I kajastab silindri ja puuraugu seina vahelise ebatasasuse täitumist ja seda ei võeta arvesse andmetöötluses. Pinnase deformeeritavus väljendatuna nihkemooduli kaudu määratakse graafiku sirge osa II kalde järgi valemiga ( + )p G = Vc Vm (4.36) V kus Vc on vee algmaht silindris, Vm=V0+V/2 ja V0 on vee maht silindris graafiku sirge osa algusele vastava rõhu juures.
annaabi.ee 
