3
Elektronika i Telekomunikacja
Grupa C5
Wprowadzenie:
Prawo Hooke’a sformułowane dla prostych odkształceń, orzeka że odkształcenie jest proporcjonalne do naprężenia. Prawo Hooke’a stosuje się do niewielkich, prostych odkształceń sprężystych, a więc znikających wraz z działaniem siły zewnętrznej. Rozciąganie i ściskanie stanowi przykład prostego odkształcenia, w którym występują równocześnie odkształcenia liniowe, objętościowe i odkształcenia postaci.
l0 – długość początkowa ciała,
Δl – wydłużenie pod wpływem działającej siły F,
S – pole przekroju poprzecznego ciała,
- naprężenie
oznaczając w prawie Hooke’a współczynnik proporcjonalności jako:
E – moduł Younga, otrzymujemy:
k - współczynnik sprężystości (wydłużenia), stały dla danego materiału w granicach stosowalności prawa Hooke’a. Jednostka [k] =
Wykonanie ćwiczenia.
1. Wyznaczanie współczynników sprężystości sprężyn.
Badana sprężyna mocowana jest w uchwycie, a na jej dolnym końcu zawieszona jest mała szalka, na którą kładziemy ciężarki (m=10 g i 50 g; F=mg0.1 N oraz 0.5 N). Przy pomiarze wydłużenia posługujemy się dwoma kursorami. Wydłużenie Δl odpowiadające obciążeniu F znajdujemy jako różnicę położeń kursorów. Wartość obciążenia zmieniamy w zakresie:
Wydłużenie
Dl [mm]
Obciążenie
F [N]
Współczynnik sprężystości k [N/m]
Wartość średnia
Kśrd
Sprężyna 1
Sprężyna 2
3,0
32,0
0,1
33,333
3,125
21,29
7,0
63,0
0,2
25,0
3,226
12,0
94,0
0,3
20,0
17,0
125,0
0,4
21,5
155,0
0,5
22,222
3,333
26,0
185,0
0,6
18,181
31,0
216,0
0,7
3,448
36,0
245,0
0,8
41,0
276,0
0,9
45,5
306,0
1,0
50,0
336,0
1,1
55,0
366,0
1,2
Bonifacy7