История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
 2017-10-21 |
 694 |
из
5.00
|
Заказать работу |
|
|
|
|
Под действием внешних сил тела деформируются, т.е. изменяют свой объём, форму. При этом в них возникают упругие силы, противодействующие деформации.
Модуль нормальной упругости (Модуль Юнга) является упругой постоянной твёрдого тела и характеризует упругие свойства вещества.
Цель работы: определ ить модуль нормальной упругости (Модуль Юнга) для заданных материалов по изгибу тонкой балки, свободно лежащей на опорах.
Приборы и принадлежности:
установка для изучения упругих свойств материалов; образцы материалов; набор грузов;
штангенциркуль; микрометр; линейка.
Схема установки :
установка для определения модуля нормальной упругости (модуля Юнга) состоит из
платформы с двумя опорными призмами, закреплённой на стене, и микрометра,
установленного вертикально. Также есть съемная призма с электрическим контактом и
крючком для грузов. В процессе измерений съёмная призма размещается в центре изучаемого образца материала под винтом микрометра.
Схема опыта:
образец изучаемого материала кладут на опорные призмы платформы (рис.1). В центр
изучаемого образца помещают съемную призму. К съёмной призме подвешивают
грузы, действующие с силой F на образец. Возникает деформация изгиба исследуемого
образца. Смещение центра образца от первоначального положения называют стрелой
прогиба (а), она показывает величину деформации.
2
a 1
aк
F
L
1-опорные призмы; 2- образец исследуемого материала; aк- положение образца исследуемого материала при действии силы F; L-расстояние между опорными призмами; а- стрела прогиба.
Рис.1 Схема установки для изучения упругих свойств материалов
Порядок выполнения работы :
|
|
1. При помощи штангенциркуля измерьте расстояние между опорами L(м), ширину
В(м), толщину Н (м) изучаемых образцов материалов. Каждое измерение проведите три
раза и найдите среднее значение измеряемых величин 
, 
, 
. Результаты измерений занесите в таблицу 1.
Таблица1. Результаты измерений.
| Материал I | Материал II | Материал III | ||||
| L, (м) | B, (м) | H, (м) | B, (м) | H, (м) | B, (м) | H, (м) |
| L1= L2= L3= | B1= B2= B3= | H1= H2= H3= | B1= B2= B3= | H1= H2= H3= | B1= B2= B3= | H1= H2= H3= |
| 
| 
|
2. Положите образец изучаемого материала на опоры. В центр образца поместите
съёмную призму. Подведите винт микрометра к контакту съёмной призмы. Когда
загорится сигнальная лампочка, снимите показания со шкалы микрометра а0.
3. Нагрузите образец исследуемого материала грузом, при этом он прогнётся и появится
стрела прогиба.
4. Медленно вращайте головку микрометра по часовой стрелке. Когда загорится
сигнальная лампочка, снимите показания со шкалы микрометра ак. Сосчитайте количество делений на шкале микрометра между а0 и ак. Это значение будет стрелой прогиба a, измеренной в миллиметрах.
5. Проведите последовательно измерения стрелы прогиба а, нагрузив образец изучаемого
материала двумя и тремя грузами.
6. Аналогично проведите измерения стрелы прогиба а для образцов других материалов.
Результаты измерений занесите в таблицу 2.
Таблица 2.
| Материал I | Материал II | Материал III | ||||||
| F, (Н) | а, (мм) | Е, (Па) | F, (Н) | а, (мм) | Е, (Па) | F, (Н) | а, (мм) | Е, (Па) |
| F1= F2= F3= | F1= F2= F3= | F1= F2= F3= | ||||||
| 
|
|
Обработка результатов измерений:
1. по полученным данным постройте графики зависимости стрелы прогиба а от
приложенной нагрузки F для трёх образцов изучаемых материалов;
2. рассчитайте значение модуля нормальной упругости Е для каждого исследуемого
материала при трёх нагрузках по формуле:
(1)
(2)
3. Для каждого исследуемого материала найдите среднее значение модуля нормальной
|
|
упругости 
.
Для удобства расчёта погрешности косвенного измерения, запишем формулу (1) для расчёта модуля нормальной упругости в виде:
(3)
Где 
- значение измеренной величины;
- степень измеренной величины x;
- произведение измеренных величин.
4. Погрешности косвенных измерений для каждого исследуемого материала рассчитать по формуле:
(4)
Где 
- среднее значение измеренной величины;
- степень измеренной величины x;
- общая погрешность измеренной величины.
Погрешности прямых измерений В, Н, L считать по формуле:
(5)
- общая погрешность измеряемой величины;
- погрешность прибора;
- статистическая погрешность измеренной величины.
Где 
коэффициент Стьюдента для доверительной вероятности PD =0,95 и заданного числа измерений (смотреть по таблице «Значение коэффициента Стьюдента»)
- ошибка среднего арифметического измеренной величины x
5. Рассчитать статистические погрешности модуля нормальной упругости 
для каждого исследуемого материала по формуле:
(6)
6. Рассчитать общую погрешность модуля нормальной упругости 
для каждого исследуемого материала по формуле:
(7)
7. Сделайте вывод. В выводе отразите:
7.1. Достигнута ли цель работы. Какие физические явления наблюдались и как эти явления используются в медицине.
7.2. Согласуется ли полученный результат вычисленного модуля нормальной упругости E для исследуемых материалов со справочными значениями модуля нормальной упругости для заданных материалов.
7.3. Какие ткани в организме человека наиболее близки по модулю упругости к измеренным величинам? (Старая методичка – взять таблицу?)
7.4. Укажите, велика ли погрешность и какая составляющая (погрешность прибора или какое конкретно измерение) внесла наибольший вклад в погрешность.
8. Дайте теоретическое обоснование работы, используя на вопросы для самоподготовки.
Вопросы для самоподготовки:
1.Задачи и объекты биомеханики.
2.Деформации. Внутренние силы, напряжения. Закон Гука. Модуль Юнга, модуль сдвига. 3.Механические свойства твердых тел. Механические свойства костной и мышечной ткани. Биополимеры.
Задачи
Ремизов А.Н., Максина А.Г. Сборник задач по медицинской и биологической физике- М.: 2001, гл.2.1 №№2.162-2.166; 2.174-2.179
|
|
Литература:
Ремизов А.Н., Максина А.Г. Медицинская и биологическая физика. –М.: Высшая шк.,2003, гл.8, §§ 8.1-8.4.
|
|
|
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!