آزمایش اندازه گیری ضریب سختی فنر در حالات عادی،متوالی و متوازی

این تحقیق در مورد آزمایش اندازه گیری ضریب سختی فنر در حالات عادی،متوالی و متوازی می باشد. این پروژه جهت استفاده ی دانشجویان رشته ساخت و تولید و دیگر رشته های مرتبط مناسب می باشد.

هدف آزمایش :
هدف محاسبة سختی فنرها در حالات مختلف است و اثبات اینکه سختی در حالت موازی با مجموع سختی های ۲ متر سال برابر و همچنین در حالت موازی معکوس سختی با مجموع معکوس سختی ها برابر است.

ابزار و وسائل آزمایش:
۱-پایه نگهدارنده فنر
۲- ۲ فنر با اندازه های متفاوت
۳-کرنومتر
۴- موازی کننده فنرها
۵- وزنه های مختلف بین ۱۵۰ تا ۳۵۰ گرم

تئوری آزمایش (تحقیق)
از مکانیک تحلیلی می‌‌دانیم که هرگاه یک فنر تحت تأثیر یک نیروی کشش قرار گیرد، طول فنر اضافه می‌‌شود. این افزایش طولی تا جائی که از حد کشسانی تجاوز نکند، با نیروی کشش متناسب است. آنچه گفتیم بیان قانون هوک است. یعنی اگر فنری را یک انتهای آن به جایی محکم شده است، اندکی بکشیم، در این صورت طول فنر افزایش پیدا می‌‌کند. اگر مقدار افزایش طول فنر را برابر x بگیریم، در این صورت بر اساس قانون هوک اگر نیروی کشش F باشد، باید F = kx باشد که در آن k ثابت تناسبی است که ثابت فنر نامیده می‌‌شود.

هر گاه یک جسم خارجی ، مثلاً یک وزنه به فنری آویزان شود به نیروی کنش روی فنر ، نیروی خارجی گویند. این نیرو با جابجایی هم جهت است . فنر تغییر شکل یافته با نیرویی که مساوی نیروی خارجی است در خلاف جهت آن به وزنه واکنش نشان میدهد که آن را نیروی کشسان (آلاستیک) می نامند . اگر نیروی کشش F به فنر وارد شود طول آن بیشتر می شود (تا جایی که افزایش طول از حد ارتجاع فنر تجاوز نکند). تغییر طول فنر ،با اندازه نیروی وارد بر آن متناسب است.

اگر نیروی وارد بر فنر را با نماد FN و اندازه تغییر طول فنر را باXm و ضریب ثابت فنر را KN/m نشان بدهیم بین آنها رابطه زیر بر قرار است که قانون هوک معروف است: F=KX دو روش محاسبه ضریب ثابت فنر عبارتند از: روش استاتیکی: با اضافه کردن وزنه به انتهای فنر ، تغییر طول ΔX و نیروی mg وارد می شود پس داریم : F= k.Δx F = mg mg = K. Δx K =mg/Δx روش دینامیکی : وزنه به جرم m را از ارتفاعی به انتهای فنر اضافه می کنیم در این حالت فنر شروع به نوسان در سطح قائم می کند و در مدت زمان t ، n نوسان را م بشماریم و از رابطه (T= t /n ) دوره تناوب را محاسبه می کنیم.

شرح کار آزمایش اول:
در ابتدا فنر k1 را به پایه آویزان کرده و زمان تعداد ۱۰ نوسان کامل فنر در راستای قائم را برای شرایطی که هر یک از وزنه های gr 150،۲۰۰،۲۵۰،۳۰۰،۳۵۰ را جداگانه به فنر متصل می کنیم توسط کرنومتر اندازه می گیریم.

سپس فنر k2 را به روی پایه آویزان می کنیم و وزنه های قبلی را به آن متصل و زمان را اندازه گیری می کنیم.

باید این نکته را در نظر داشت که پس از قرار گرفتن فنر در حالت تعادل تمام فنرها را به یک اندازه پایین می کشیم و رها می کنیم که زمان انجام هر آزمایش سریع تر یا آهسته تر از دیگری نباشد.

فهرست مطالب
هدف آزمایش
ابزار و وسائل آزمایش
تئوری آزمایش (تحقیق)
شرح کار آزمایش اول
شرح کار آزمایش دوم
شرح کار آزمایش سوم
سختی فنر k1
سختی فنر k2
سختی فنر در بستن متوالی یا سری
سختی فنر در بهم بستن موازی فنرها
اندازه گیری ضریب سختی فنر (k)
نتیجه گیری