Критическая длина трещины
5/10Если в плоском образце из некоторого материала возникнет трещина, то при определённом механическом напряжении эта трещина начнёт расти вплоть до разрушения образца. Трещина длины \(b\), которая при данной нагрузке ещё не начинает расти, называется критической длиной трещины.
Исследуйте зависимость критической длины трещины (разреза) в бумажной ленте от нагрузки. Разрез делайте поперёк ленты в её середине.
Оборудование: рулон бумаги шириной 10 см, динамометр, трубка металлическая длиной 12 см, деревянный брусок размером 2 см \(\times\) 2 см \(\times\) 15 см, струбцина, капроновый шнур, кнопки, линейка, лезвие.
▶Показать разборСкрыть разбор
ОтветЗависимость \(1/b\) от нагрузки \(F\) нелинейна: критическая длина убывает быстрее, чем возрастает нагрузка (график на рис. 6).
РешениеСоберём экспериментальную установку так, как показано на рис. 5.
Оба конца бумажной ленты охватывают деревянный брусок и крепятся к нему кнопками. Брусок с помощью струбцины крепится к краю стола. Трубку вставляем в бумажную петлю для обеспечения равномерного натяжения по всей ширине ленты. С помощью динамометра контролируется нагрузка.
Сделаем лезвием разрез. Его длину измерим линейкой. Будем увеличивать нагрузку на бумагу до тех пор, пока разрез не начнёт расти.
Построим график в координатах \(1/b\) и \(F\) (рис. 6).
Из графика видим, что искомая зависимость нелинейная, причём критическая длина убывает быстрее, чем возрастает нагрузка.
Похожие задачи
- Шарик падает на пружину МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- Груз на пружине МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- Прогиб деревянной рейки ВсОШ 1992/2001, 10 кл.
- Прочность нити ВсОШ 1992/2001, 10 кл.
- Модуль Юнга проволоки ВсОШ 1992/2001, 9 кл.
- Испытание альпинистской верёвки МОШ 1992/93, 9 кл.