切变模量测量的新方法

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切变模量的测量

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵｓｉｎｇＰＡＳＣＯｐｈｙｓｉｃｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｓｈｅａｒｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｃｏｎｓｔａｎｔｏｆｍｅｔａｌｗｉｒｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｒａｄｉｕｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｔｏｒｓｉｏｎａｌｐｅｎｄｕｌｕｍａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｗａｓｓｉｍｐｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ．Ｉｔａｖｏｉｄｅｄｔｈｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｋｎｏｗｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃｏｕｌｄｂｅｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙｕｓｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｍｏｍｅｎｔｏｆ
属杆，金属丝通过杆的中心，两边各加一个质量为ｍ的配重环Ｊ。这两种实验装置都对基本实验装
圆盘和圆环实验装置如图２所示。
置进行了改良，但还存在不足，前者要求吊钩尽量
静止并调节平衡，使测量点与计时器的位置适当；
ｉｎｅｒｔｉａｏｆａｎｙｉｒｒｅｇｕｌａｒｏｂｊｅｃｔｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｏｒｓｉｏｎｐｅｎｄｕｌｕｍ；ｍｏｄｕｌｅｏｆｓｈｅａｒ；ｔｏｒｓｉｏｎｃｏｎｓｔａｎｔ；ｍｏｍｅｎｔｏｆｉｎｅｔｉｒａ
李业凤
（电子科技大学物理电子学院，成都６１００５４）
摘要：利用ＰＡＳＣＯ物理实验系统对不同材质和半径金属丝用扭摆法测量其切变模量和扭力常数，方法简单，数据可靠，避免了传统实验复杂的安装操作，并方便地利用其已知参数测量任何不规则物体的转动惯量。关键词：扭摆；切变模量；扭力常数；转动惯量中图分类号：０４— ３３；Ｇ６４２．４文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２— ４５５０．２０１３．０５．０６４
后者要调整配重环来保证杆的水平扭动确定及配重环质心，以保证金属杆水平和扭动过程中晃动。在实际操作中根据个人差异，可以导致实验误差较
大，现介绍一种新的实验装Leabharlann Baidu 和方法，可以避免上
述缺点。
图１圆盘实验装置图
１引言
扭摆法金属丝的测量切变模量是很多高校大学物理实验的重要内容之一，实验装置有两种：一种是在金属丝下端悬挂一可放置环状刚体的圆盘状刚体或三爪盘，由夹子、横梁、夹板和插销等组成的吊钩悬挂于金属丝下端；另一种是把圆盘换成一金
第ｌ１卷第５期２０１３年１０月
实验科学与技术
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏ１．１ｌＮｏ．５０ｃｔ．２０１３
切变模量测量的新方法
２实验装置
实验系统采用的是ＰＡＳＣＯ仪器，主要包括扭摆系统含微型转动附件、转动传感器、铝盘和铝环、５００型计算机接口、电脑、ＤａｔａＳｔｕｄｉｏ科学工
作室（数据采集软件），圆盘实验装置如图１所示，
收稿日期：２０１３— ０７—１６；修改日期：２０１３— ０９一１０作者简介：李业凤（１９６２一），女，本科，高级工程师，主要从事物理实验教学工作。
ＮｅｗＭｅｔｈｏｄｆｏｒＳｈｅａｒＭｏｄｕｌｕｓＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ
ＬＩＹｅｆｅｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ）