Определение модуля сдвига

Теоретическое значение модуля сдвига G_T определяется по справочнику.

1. Определение модуля сдвига с помощью пружинного маятника.

1.1 Повесить одну из исследуемых пружин на кронштейн. Повесить на пружину наборный груз.

1.2 Кронштейн с вертикально подвешенной пружиной закрепить на вертикальной стойке таким образом, что бы наборный груз, подвешенный к пружине, своей нижней плоскостью совпадал с оптической осью фотодатчика, закрепленного в нижней части стойки (оптическая ось фотодатчика совпадает с рисками на фотодатчике).

1.3 Нажать кнопку «СЕТЬ» блока. При этом должно включиться табло индикации.

Поднять груз немного вверх и отпустить. При этом груз начинает совершать колебательные движения на пружине. Нажать на кнопку «ПУСК», определить значение времени 20 колебаний груза по формуле:

где t – время колебаний,с

n – число колебаний.

1.4 Определить модуль сдвига по формуле

где m – масса груза, кг;

D – средний диаметр пружины (измерить при помощи штангенциркуля);

d – диаметр проволоки (d₁=0,0008 м, d₁=0,001 м,);

N – число витков пружины.

1.5 Определить относительную погрешность модуля сдвига по формуле:

.

Окончательный результат записать в виде:

G_э = G_э ± ΔG.

1.6 Определить относительное отклонение экспериментального значения модуля сдвига от теоретического и сравнить его с погрешностью, сделать вывод.

2. Определение модуля сдвига методом растяжения пружины.

2.1 Снять кронштейн с фотодатчиком. Повесить на пружину груз массой m₁=0,05 кг. При помощи линейки замерить положение нижней плоскости груза y₂ .

2.2 Определить удлинение пружины y по формуле:

y = y₁ — y₂.

2.3 Определить модуль сдвига по формуле:

где F=mg – сила растягивающая пружину, Н;
m=m₂-m₁=0,1 кг;
R=D/2 – средний радиус пружины, м.

2.4 Определить относительную погрешность по формуле:

.

Записать окончательный результат в виде:

Gэ = Gэ ± ΔG.

2.5 Определить относительное отклонение экспериментального значения модуля сдвига от теоретического и сравнить его с погрешностью измерений. Сделать вывод.