Πώς θα δοκιμάσει η ιδέα ότι μια χαλύβδινη μπάλα είναι ελαστική;
Στόχος: Για να προσδιοριστεί εάν μια χαλύβδινη σφαίρα είναι ελαστική, μετρώντας την παραμόρφωσή της κάτω από διάφορα φορτία και παρατηρώντας την ικανότητά της να επιστρέφει στο αρχικό της σχήμα.
Υλικά:
1 χάλυβα μπάλα
2.
3. Σετ βάρους ή βαθμονομημένη κλίμακα ελατηρίου
4. Υποστήριξη ή άκαμπτη επιφάνεια
5. Γραφείο χαρτιού
6. Πένε ή μολύβι
Διαδικασία:
1. Μετρήστε τη διάμετρο της χαλύβδινης σφαίρας χρησιμοποιώντας ένα κουτάβι ή ένα μικρόμετρο. Καταγράψτε αυτή τη μέτρηση ως αρχική διάμετρο (D0) σε χιλιοστά (mm).
2. Τοποθετήστε το περίπτερο υποστήριξης ή την άκαμπτη επιφάνεια σε μια επιφάνεια επίπεδων και ασφαλίστε την χαλύβδινη μπάλα πάνω από αυτό.
3. Συνδέστε το σύνολο βάρους ή τη βαθμονομημένη κλίμακα ελατηρίου στη χαλύβδινη σφαίρα χρησιμοποιώντας μια συμβολοσειρά ή γάντζο. Βεβαιωθείτε ότι το βάρος αναστέλλεται ακριβώς κάτω από την μπάλα και δεν αγγίζει την επιφάνεια υποστήριξης.
4. Σταδιακά εφαρμόζετε μια σειρά γνωστών βαρών (ή δυνάμεων) στην χαλύβδινη μπάλα, ξεκινώντας από ένα μικρό βάρος και αυξάνοντας το σε αυξήσεις. Καταγράψτε το βάρος (ή δύναμη) που εφαρμόζεται και την αντίστοιχη διάμετρο της μπάλας μετά από κάθε εφαρμογή φόρτωσης.
5. Χρησιμοποιήστε το χαρτί γραφήματος για να σχεδιάσετε ένα γράφημα με το βάρος (ή τη δύναμη) στον άξονα x και τη διάμετρο της μπάλας στον άξονα y.
6. Επαναλάβετε τα βήματα 3-5 για εφαρμογές πολλαπλών φορτίων, εξασφαλίζοντας ότι το εύρος βάρους καλύπτει τόσο ελαστικές όσο και πλαστικές περιοχές παραμόρφωσης.
7. Αφαιρέστε τα βάρη και αφήστε τη χάλυβα να ξεκουραστεί για λίγα λεπτά. Παρατηρήστε εάν η μπάλα επιστρέφει στην αρχική της διάμετρο (D0) ή εάν υπάρχει μόνιμη παραμόρφωση.
Αναμενόμενο αποτέλεσμα:
1. Το γράφημα του βάρους (ή της δύναμης) έναντι της διαμέτρου πρέπει να εμφανίζει αρχικά μια γραμμική σχέση, υποδεικνύοντας ελαστική παραμόρφωση. Καθώς το βάρος αυξάνεται, το γράφημα πρέπει να αποκλίνει από τη γραμμικότητα, υποδεικνύοντας την πλαστική παραμόρφωση.
2. Μετά την αφαίρεση των βαρών, η χαλύβδινη μπάλα θα πρέπει να επιστρέψει στην αρχική της διάμετρο (D0) εάν είναι ελαστική. Εάν υπάρχει μόνιμη παραμόρφωση, η μπάλα θεωρείται πλαστική.
Συμπέρασμα:
Αναλύοντας τη συμπεριφορά παραμόρφωσης της χαλύβδινης σφαίρας κάτω από διαφορετικά φορτία και παρατηρώντας την ικανότητά της να επιστρέφει στο αρχικό της σχήμα, μπορείτε να προσδιορίσετε εάν η χαλύβδινη μπάλα είναι ελαστική ή όχι. Εάν η μπάλα παρουσιάζει τόσο ελαστική όσο και πλαστική παραμόρφωση και επιστρέφει πλήρως στο αρχικό της μέγεθος μετά την αφαίρεση του φορτίου, μπορεί να ταξινομηθεί ως ελαστικό υλικό.
