[مهندسی/آزمایشگاه فیزیک 1/تعیین سختی فنر]

[M o h a m m @ d]

عنوان آزمایش :
تعیین سختی فنر
هدف آزمایش :
سختی فنر برای نیرو های مختلف که جابجایی متفاوت دارند یکسان است .
وسایل مورد نیاز :
· فنر
· متر
· وزنه
· پایه ای که وزنه ها را از آن آویزان کنیم
تئوری آزمایش :

F

برای ساختن ترازو های فنری از یک فنر فولادی استفاده شده است . خاصیت کشسانی این فنر ها باعث شده است که از آنها به عنوان نیروسنج استفاده شود .راحت ترین روش برای کشیدن فنر وارد کردن نیرو به دو سر فنر است . اگر یک سر فنری را به یک میله ببندیم و یک سر دیگر آنرا بکشیم میله نیز فنر را می کشد . یک سر فنر را در محلی محکم می کنیم و سر دیگر آن را می کشیم تفاوت طول فنر کشیده شده با کشیده نشده به بزرگی نیرویی که فنر را می کشد بستگی دارد . رابرت هوک در 300 سال پیش آزمایش هایی انجام داد که رابطه بین نیروی کشش و افزایش طول را بدست آورد . هر ماده ای که افزایش طول آن با نیروی کشش وارد بر آن متناسب باشد از قانون هوک تبعیت می کند .
F = - k Dx
علامت منفی به این خاطر است که جهت نیرو ها به سمت پایین است .


رسم منحنی :

F

پس نمودار آن به صورت خطی می باشد و آن خط راستی است . شیب نمودار معرف k ( ضریب سختی فنر می باشد ) .
F = kDx

a

Y = ax

Dx

tan a = k = F / Dx


شرح آزمایش :
برای وزنه های مختلف که به فنر ها وارد می کنیم , جابجایی را اندازه می کیریم و سپس توسط رابطه
F = kDx مقدار ن را بدست می آوریم . برای این منظور در هر بار k_i ها را بدست آورده و میانگین آنها را به عنوان ضریب سختی فنر در نظر می گیریم . همچنین فنر ها را یک بار به صورت موازی بسته و از رابطه k = k₁ + k₂ استفاده می کنیم و یکبار به صورت سری می بندیم و از رابطه 1 / k = 1 / k₁ + 1/ k₂ استفاده می کنیم . و همچنین برای محاسبه سختی فنر یک بار هم از روش نوسانی استفاده می کنیم به این صورت که وزنه را به انتهای فنر بسته و حدودا 3 سانتینتر کشیده و رها می کنیم و با کرنو متر زمان t را برای 20 =n نوسان کامل اندازه می کیریم و با استفاده از رابطه T = t / n زمان برای هر نوسان را پیدا می کنیم و با استفاده از رابطه زیر مقدار سختی فنر را حساب می کنیم :

فرمت word
Pnu121.Persianblog.ir