Ćwiczenie nr 12.
Temat: Badanie własności sprężystych gumy.
Literatura:
1. J. Smela, T. Zamorski, A. Puch – Pierwsza pracownia fizyczna – przewodnik, Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów 1995.
2. T. Dryński – Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
3. H. Szydłowski – Pracownia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997 4. Sz. Szczeniowski - Fizyka doświadczalna t. 1, Mechanika i akustyka.
5. J. Morawiec, T. Zamorski – Podstawy fizyki cz. 3.
Cel ćwiczenia: wyznaczanie wartości modułu Younga, współczynnika Poissone’a i modułu sztywności gumy.
Zagadnienia kolokwialne:
1. Rodzaje deformacji ciał sprężystych, prawo Hooke’a, stałe sprężystości ciał izotropowych. 2. Interpretacja zjawiska deformacji sprężystej ciał stałych w oparciu o ich budowę cząsteczkową. 3. Opis deformacji sprężystej ciała pod wpływem naprężeń ściskających, moduł Younga i
współczynnik Poissone’a.
4. Opis deformacji sprężystej ciała pod wpływem naprężeń ścinających. Moduł sztywności. 5. Odkształcenie plastyczne, granice sprężystości i wytrzymałości.
6. Metoda pomiaru modułu Younga, współczynnika Poissone’a i modułu sztywności gumy. 7. Metoda przeprowadzania dyskusji błędów.
Przyrządy pomiarowe i materiały: przyrząd do wyznaczania stałych sprężystości, 3 czujniki mikrometryczne, komplet odważników, przymiar milimetrowy, suwmiarka, guma kreślarska. Wykonanie ćwiczenia:
Ściskanie gumy:
1. Wyznaczyć wymiary a, d, l prostopadłościennej próbki wykonanej z gumy.
Uwaga: Pomiary należy przeprowadzić co najmniej dla 10 wartości siły ściskającej badaną próbkę. Wartość tej siły należy określić na podstawie masy ciężarków i wymiarów dźwigni przyrządu:
1 2 r r P F
3. Sporządzić wykres zależności odkształcenia względnego próbki l l oraz d d w zależności od działającego ciśnienia ściskającego p.
4. Wyznaczyć wartość modułu Younga E dla gumy, określając stromość wykresu l l f p .
5. Oszacować współczynnik Poissone’a: l l d d . Ścinanie gumy:
1. Dla kolejnych wartości siły ścinającej próbkę, określić wartość odkształcenia Δa.
Uwaga: Pomiary należy przeprowadzić co najmniej dla 10 wartości siły ścinającej badaną próbkę. Dla każdego obciążenia na podstawie pomiaru odkształcenia wyznaczyć wartość kąta ścinania:
l a tg
2. Sporządzić wykres zależności kąta ścinania od ciśnienia ścinającego p.
3. Wyznaczyć wartość modułu sztywności G gumy, określając stromość wykresu p=f(α). 4. Obliczyć wartość współczynnika Poissone’a dla gumy na podstawie zależności:
G G E 2 2 ,
gdzie E jest wyznaczoną uprzednio wartością modułu Younga, zaś G jest wartością modułu sztywności dla gumy.
