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4. Dotazione supplementare necessaria
Per la struttura:
1 piede H
3 aste di sostegno, 750 mm, 12 mm Ø
1 manicotto, quadrato
1 asta con gancio
Per la misurazione dinamica:
1 cronometro
5. Esempi di esperimenti
5.1 Misurazione statica in campo elastico
•
Realizzare una struttura di prova come da fig.
1.
•
Montare il disco circolare con il relativo
mandrino
alla
controsupporto sul lato opposto. Prestare
attenzione
all'allineamento
all'esatto orientamento del mandrino sul lato
opposto
•
Serrare la barra di torsione non attorcigliata tra
i due mandrini e portar il piede H alla
lunghezza corretta.
•
Impostare il punto zero della scala angolare. A
tale scopo allentare leggermente la vite a testa
zigrinata anteriore sul controsupporto e
ruotare la barra. Serrare di nuovo la vite a testa
zigrinata.
•
Fissare la puleggia all'asta dello stativo.
Accertarsi che la puleggia sia posizionata sullo
stesso piano verticale del disco circolare.
•
Appendere il dinamometro sopra la puleggia
servendosi del manicotto quadrato e dell'asta
con gancio.
•
Fissare il filo di canapa per legature al disco
circolare, farlo passare per il canalino e sopra
la puleggia e fissarlo al dinamometro.
•
Aumentare la forza che agisce sul disco
circolare e quindi il momento torcente
spostando la puleggia lungo l'asta dello stativo
in stadi da 0,1 N e leggere gli angoli di torsione
risultanti.
•
Rappresentare
graficamente
torcente in funzione dell'angolo di torsione.
La struttura sperimentale garantisce sempre
un'azione verticale della forza, poiché il filo passa
tangente al disco circolare. In questo modo è
possibile determinare il momento torcente agente
secondo la semplice formula
=
⋅
M
F
r
.
Accertarsi che la forza non aumenti in misura tale
da
fuoriuscire
dal
deformazione (diverso a seconda dei materiali). Se
8611130
8611340
8613180
8615110
8533135
stessa
altezza
del
orizzontale
il
momento
campo
elastico
della
dopo la rimozione del carico il disco circolare torna
alla posizione di origine, il campo elastico non è
stato superato.
Nel campo elastico il momento torcente agente M è
proporzionale all'angolo di torsione ϕ. Questa
correlazione può essere rappresentata come
indicato di seguito:
=
ϕ ⋅
M
D
.
W
Il fattore di proporzionalità D
collegamento angolare. Questo parametro fisico
dipende dal materiale e dalle dimensioni del filo e
può essere determinato dall'aumento delle linee
rette nel diagramma o dal quoziente del momento
torcente M e dell'angolo di torsione ϕ.
D
= M/ϕ
W
La costante di collegamento angolare D
materiale diminuisce con la lunghezza del filo e
con il diametro del filo.
5.1.1 Determinazione del limite di elasticità
e
•
Realizzare un torsiometro come descritto al
punto 5.1
•
Spostando la puleggia aumentare la forza in
stadi da 0,1 N e leggere gli angoli di torsione
risultanti.
•
Dopo ogni fase di elevazione della forza
scaricare il disco circolare estraendo il
dinamometro a molla e controllare che in
posizione di riposo l'angolo sia di 0°.
Se dopo la rimozione del carico il disco circolare
non torna più all'angolo di 0° e si ha una
deformazione residua minima, il limite di elasticità
è stato superato.
Gli angoli di torsione ottenuti e i momenti torcenti
dipendono dal materiale e dalla geometria
(lunghezza e diametro del filo esaminato).
Se si supera il limite di elasticità, i valori misurati
non passano più su una linea retta. Si verifica una
deformazione (residua) plastica del filo.
5.2 Misurazione statica nel campo plastico –
isteresi meccanica
•
Realizzare un torsiometro come descritto al
punto 5.1
•
Spostando la puleggia aumentare la forza in
stadi da 0,1 N e leggere gli angoli di torsione
risultanti.
•
Al raggiungimento di un angolo di torsione di
180° ridurre di nuovo la forza in stadi da 0,1 N.
Qualora si ottenga un angolo di torsione anche a
rimozione completa del carico, il filo risulterà
deformato in misura corrispondente.
•
Collocare ora il filo in direzione opposta
intorno al disco circolare, in modo tale che
2
è la costante di
w
di un
w
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