4A 4h. KIMMOKERROIN E



Samankaltaiset tiedostot
MAA10 HARJOITUSTEHTÄVIÄ

2.2 Täydellinen yhtälö. Ratkaisukaava

2.7 Neliöjuuriyhtälö ja -epäyhtälö

Asenna myös mikroskopian lisäpala (MBF ImageJ for Microscopy Collection by Tony Collins)

c) Määritä paraabelin yhtälö, kun tiedetään, että sen huippu on y-akselilla korkeudella 6 ja sen nollakohdat ovat x-akselin kohdissa x=-2 ja x=2.

Palkin taivutus. 1 Johdanto. missä S on. määritetään taivuttamalla. man avulla.

TASAVIRTAPIIRI - VASTAUSLOMAKE

Tekijät: Hellevi Kupila, Katja Leinonen, Tuomo Talala, Hanna Tuhkanen, Pekka Vaaraniemi

monissa laskimissa luvun x käänteisluku saadaan näyttöön painamalla x - näppäintä.

( ) ( ) ( ) ( ( ) Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 271 Päivitetty a) = keskipistemuoto.

Virhearviointi. Fysiikassa on tärkeää tietää tulosten tarkkuus.

Numeeriset menetelmät

SAIPPUALIUOKSEN SÄHKÖKEMIA JOHDANTO

Asenna myös mikroskopian lisäpala (MBF ImageJ for Microscopy Collection by Tony Collins)

Matematiikan tukikurssi

Epäyhtälön molemmille puolille voidaan lisätä sama luku: kaikilla reaaliluvuilla a, b ja c on voimassa a < b a + c < b + c ja a b a + c b + c.

Lukion. Calculus. Polynomifunktiot. Paavo Jäppinen Alpo Kupiainen Matti Räsänen Otava PIKATESTIN JA KERTAUSKOKEIDEN TEHTÄVÄT RATKAISUINEEN

Perusmittalaitteiden käyttö mittauksissa

(x 0 ) = lim. Derivoimissääntöjä. Oletetaan, että funktiot f ja g ovat derivoituvia ja c R on vakio. 1. Dc = 0 (vakiofunktion derivaatta) 2.

eriste C K R vahvistimeen Kuva 1. Geigerilmaisimen periaate.

OSA 1: YHTÄLÖNRATKAISUN KERTAUSTA JA TÄYDENNYSTÄ SEKÄ FUNKTIO

Funktion raja-arvo 1/6 Sisältö ESITIEDOT: reaalifunktiot

Koesuunnitelma KON-C3004 Kone-ja rakennustekniikan laboratoriotyöt Aleksi Purkunen (426943) Joel Salonen (427269)

suunta kuvassa alaspäin. Virrankuljettajat liikkuvat magneettikentässä ja sähkökentässä suoraan, kun

Mittaustuloksen esittäminen Virhetarkastelua. Mittalaitetekniikka NYMTES 13 Jussi Hurri syksy 2014

Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 7,

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet:

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

Työ 4B8B S4h. AINEEN PITUUDEN MUUTOKSISTA

Sähköstaattisen potentiaalin laskeminen

4 Kertausosa. Kertausosa. 1. a) (1, 2) ja ( 3, 7) 41 6, ,4. b) ( 5, 8) ja ( 1, 10) 10 ( 8) 1 ( 5) , ,4

Torsioheiluri IIT13S1. Selostuksen laatija: Eerik Kuoppala. Ryhmä B3: Eerik Kuoppala G9024 Petteri Viitanen G8473

Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi

Eksponenttifunktion Laplace muunnos Lasketaan hetkellä nolla alkavan eksponenttifunktion Laplace muunnos eli sijoitetaan muunnoskaavaan

PERMITTIIVISYYS. 1 Johdanto. 1.1 Tyhjiön permittiivisyyden mittaaminen tasokondensaattorilla . (1) , (2) (3) . (4) Permittiivisyys

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

Jousen jaksonaikaan vaikuttavat tekijät

On määritettävä puupalikan ja lattian välinen liukukitkakerroin. Sekuntikello, metrimitta ja puupalikka (tai jääkiekko).

Kuva 1. Ohmin lain kytkentäkaavio. DC; 0 6 V.

Lisää segmenttipuusta

30 + x ,5x = 2,5 + x 0,5x = 12,5 x = ,5a + 27,5b = 1,00 55 = 55. 2,5a + (30 2,5)b (27,5a + 27,5b) =

Yhteisvaikutteinen apurunko. Kuvaus PGRT

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

Derivaatta, interpolointi, L6

MAA02. A-osa. 1. Ratkaise. a) x 2 + 6x = 0 b) (x + 4)(x 4) = 9 a) 3x 6x

AKK-MOTORSPORT ry Katsastuksen käsikirja ISKUTILAVUUDEN MITTAAMINEN. 1. Tarkastuksen käyttö

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

1.7 Gradientti ja suunnatut derivaatat

Laskuharjoitus 7 Ratkaisut

Hyvä uusi opiskelija!

Perusopintojen Laboratoriotöiden Työselostus 1

Sähköstatiikan laskuissa useat kaavat yksinkertaistuvat hieman, jos vakio C kirjoitetaan muotoon

LIITE 1 VIRHEEN ARVIOINNISTA

c) Määritä paraabelin yhtälö, kun tiedetään, että sen huippu on y-akselilla korkeudella 6 ja sen nollakohdat ovat x-akselin kohdissa x=-2 ja x=2.

Aluksi Kahden muuttujan lineaarinen epäyhtälö

1.1 Funktion määritelmä

Jakso 3: Dynamiikan perusteet Näiden tehtävien viimeinen palautus- tai näyttöpäivä on keskiviikko

Juuri 12 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

MS-A Matriisilaskenta Laskuharjoitus 3

Valintaperusteet, kevät 2013: Liiketalouden koulutusohjelma 210 op, Liiketalouden ammattikorkeakoulututkinto, Tradenomi

HALLIN ILMIÖ 1. TUTKITTAVAN ILMIÖN TEORIAA

Esimerkki 8. Ratkaise lineaarinen yhtälöryhmä. 3x + 5y = 22 3x + 4y = 4 4x 8y = r 1 + r r 3 4r 1. LM1, Kesä /68

Matematiikan tukikurssi

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin

Tehtävät 1/11. TAMPEREEN YLIOPISTO Informaatiotieteiden tiedekunta Valintakoe Matematiikka ja tilastotiede. Sukunimi (painokirjaimin)

1/6 TEKNIIKKA JA LIIKENNE FYSIIKAN LABORATORIO V

Tekijä Pitkä matematiikka

Opettajalle ohje opintojakson toteutuksen tekemiselle mallipohjana ja mallipohjan tuominen opintojakson toteutukseen.

Diskreetit rakenteet

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Tee kokeen yläreunaan pisteytysruudukko. Valitse kuusi tehtävää seuraavista kahdeksasta. Perustele vastauksesi!

Matematiikan tukikurssi

PERUSMITTAUKSIA. 1 Työn tavoitteet

4 / 2013 TI-NSPIRE CAS TEKNOLOGIA LUKIOSSA. T3-kouluttajat: Olli Karkkulainen ja Markku Parkkonen

A-osa. Ratkaise kaikki tämän osan tehtävät. Tehtävät arvostellaan pistein 0-6. Taulukkokirjaa saa käyttää apuna, laskinta ei.

Raportointi hankkeen tulosten kuvaajana ja toteutuksen tukena

Lukuväleistä. MB 3 Funktio. -2 < x < 5 tai ]-2,5] x < 3 tai ]-,3]

SIS. Vinkkejä Ampèren lain käyttöön laskettaessa magneettikenttiä:

Pyramidi 9 Trigonometriset funktiot ja lukujonot HK1-1. Dsin3 x. 3cos3x. Dsinx. u( x) sinx ja u ( x) cosx. Dsin. Dsin

Laakerin kestoikälaskenta ISO-281, ISO-281Add1 ja ISO16281 mukaan

d sinα Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 8: SPEKTROMETRITYÖ I Optinen hila

Oletetaan, että funktio f on määritelty jollakin välillä ]x 0 δ, x 0 + δ[. Sen derivaatta pisteessä x 0 on

Johdatus yliopistomatematiikkaan, 2. viikko (2 op)

Laskuharjoitus 1 Ratkaisut

Huomaathan, että ohjeessa olevat näytöistä otetut kuvat voivat poiketa sinun koulutuksesi vastaavien sivujen kuvista.

k=0 saanto jokaisen kolmannen asteen polynomin. Tukipisteet on talloin valittu

Tytöt LVI-alalla - Perusraportti

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0

Lisätehtäviä. Rationaalifunktio. x 2. a b ab. 6u x x x. kx x

Taloustieteen perusteet 31A Mallivastaukset 3, viikko 4

Windows Live SkyDrive - esittely

Merkintöjen tekeminen pohjakuvaan Libre Officella v.1.2

KIERTOHEILURI JA HITAUSMOMENTTI

Kaikkiin tehtäviin ratkaisujen välivaiheet näkyviin! Lue tehtävänannot huolellisesti. Tee pisteytysruudukko B-osion konseptin yläreunaan!

Juuri 2 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

Luonnollisten lukujen laskutoimitusten määrittely Peanon aksioomien pohjalta

Racket ohjelmointia. Tiina Partanen 2014

y=-3x+2 y=2x-3 y=3x+2 x = = 6

tutustuttaa materiaalien lujuusominaisuuksiin luentoja perusteellisemmin

Transkriptio:

TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/5 A h. KIMMOKERROIN E 1. TYÖN TAVOITE 2. TEORIAA Tässä työssä muista töistä poiketen tärkein tavoite on ymmärtää fysikaalisten suureiden keskinäistä riippuvuutta toisistaan eli yhtälöiden rakennetta. Työssä todetaan mittaamalla, päättelemällä ja tietokoneohjelman funktion sovitusta hyväksi käyttäen kohtuullisen vaikean kaavan paikkansapitävyys ja yleisestikin opitaan järkeilemään vaikeita kaavoja. Sovelluksena tutkitaan aineen kimmoisia ominaisuuksia ja määritetään materiaalin jäykkyyttä kuvaava kimmokerroin yksinkertaisella taivutuskokeella. Päistään vapaasti tuetun, keskipisteestään kuormitetun sauvan taipuma δ keskellä sauvaa on riippuvainen ainakin kuvan 1 suureista, missä F on sauvaa taivuttava voima ja l on tukipisteiden väli. Riippuvuutta voidaan kuvata esimerkiksi lausekkeella δ = K f F) f ( ), (1) 1( 2 l missä funktiot f 1 ja f 2 ovat muuttujiensa suhteen kasvavia funktioita. Funktiot ovat muotoa F a ja l b, missä a ja b ovat kokonaislukuja kuten fysiikassa usein on (ja kuten luonto toimii!). Tätä ei päätellä tässä, vaan mittaaja esimerkiksi muistaa, että kaavassa ei ollut sinejä, logaritmejä, neliöjuuria eikä muitakaan monimutkaisia osia (tai mittaajan nimi on esimerkiksi Newton ja ). Vakion K arvoon vaikuttaa sauvan muoto ja materiaali eli materiaalin jäykkyysominaisuus, jota kutsutaan kimmokertoimeksi E. Työssä on tarkoitus omia mittaustuloksia laskentaohjelmalla analysoimalla saada selville ko. funktiot (ja siten a ja b) pitämällä ensiksi sauvan pituus (siis tukipisteiden väli l ) vakiona ja muuttamalla taivuttavaa voimaa F ja toisessa mittaussarjassa pitämällä voima vakiona ja muuttamalla kiinnityspisteiden väliä l. Lopuksi saadusta yhtälöstä määritetään kimmokerroin. Tähän tarvitaan kuitenkin myös vakio K, jonka lauseke pyöreälle sauvalle on K =, (2) 3 π D E missä D on sauvan halkaisija. Vastaa kaavakkeen kohdan 1 kysymyksiin. l δ F V1.2009 Kuva 1. Sauvan taivutus.

TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 2/5 3. TYÖN SUORITUS Työn kuluessa vastataan mittauspöytäkirjaan kursiivilla merkittyihin kysymyksiin ja kysymykset ja vastaukset muotoillaan ja liitetään omaan raporttiin. Aloita vastaamalla yhtälöön (2) liittyviin kohdan 1 kysymyksiin! Taipumat mitataan sauvan yläpuolella olevalla mittakellolla, jonka on oltava tukipisteiden välissä keskellä ja jonka kärjen tulee olla kohtisuorassa mitattavaa tasopintaa vastaan. Suurin kuormitus valitaan siten, että taipuma on 1-5 mm, kun tukipisteiden väli on 00-800 mm. 1) Ensimmäinen mittaus suoritetaan neljällä eri kuormituksella siten, että ripustuspisteiden väli l pidetään vakiona. Kirjataan muistiin mittakellon lukemat, jolloin nollakohtaa varten on mitattava lukema myös pelkällä punnusten ripustustelineellä (m = 0). Sauvan halkaisija mitataan tarkkuusmittavälineillä viidestä kohtaa sauvaa. 2) Avataan tietokoneen ohjelma Kimmokerroin.xls ja tallennetaan tiedosto omalla (ryhmän yhden jäsenen) nimellä omanimi.xls. Täytetään (vaihdetaan) mittaustulokset ensimmäiseen taulukkoon. Ohjelma piirtää taipuman voiman funktiona. Lisää ohjeen mukaan kuvaan trendiviiva ja siihen liittyvä yhtälö. Vastaa kaavakkeen kohdan 2 kysymyksiin. 3) Valitaan yksi paino ja luetaan mittakellon lukema. Muutetaan kiinnityspisteiden väliä eli suuretta l esimerkiksi 10 cm välein ja mitataan lukema. Muista siirtää mittakelloa! ) Täytetään mittaustulokset tietokoneohjelmaan eli tehdään mittaukset yhteensä viidellä l:n arvolla. Mikä on taipuma, kun l = 0? Käytä päättelemääsi tulosta yhtenä havaintopisteenä! 5) Tutkitaan ohjelman ko. taulukkoon liittyviä neljää sovituskuvaa osamäärästä δ/f. Vastaa kaavakkeen kohdan 3 kysymyksiin.. RATKAISU 1) Esitetään molempien kokeiden ja yhtälöiden (1) ja (2) avulla saatu muoto taipumalle δ. 2) Käyttämällä ensimmäisen kokeen tuloksia ja juuri määritettyä yhtälöä ratkaistaan kimmokerroin E. 3) Toistetaan 2) käyttämällä toisen kokeen tuloksia. 5. LOPPUTULOKSET Lopputuloksena esitetään kahdesta mittauksesta keskiarvona saatu materiaalin kimmokerroin kahden merkitsevän numeron tarkkuudella (käytä sopivaa SI-etuliitettä). Verrataan tulosta kirjallisuuteen. Kvantitatiivista virhearviointia ei tarvitse tehdä. 6. LOPPUPÄÄTELMÄ Loppupäätelmänä pohditaan saatua yhtälöä ja sen käyttäytymistä esimerkkinä sauvan paksuus: Jos ojan yli asetettu pyöreä puurunko kestää 80 kg henkilön ylityksen, niin kuinka paljon kestää (sama taipuma!) puolet ohuempi runko?

TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 3/5 Nimet: 1. Taipumaa kuvaa lauseke δ = K f1( F) f 2 ( l), jossa K =. 3 π D E Miksi funktiot f 1 ja f 2 ovat muuttujiensa suhteen kasvavia funktioita? Perustele D:n paikka jakoviivan alla! Mitä sanot D:n potenssista? Onko löysän sauvamateriaalin kimmokerroin pienempi vai suurempi kuin jäykän? Perustele. 2. Millainen riippuvuus taipumalla ja taivuttavalla voimalla on toisistaan? Mikä tällöin on potenssi a funktiossa f 1 (F)=F a? Mikä on fysikaalisen kulmakertoimen yksikkö? Kirjaa kulmakerroin tähän yksiköineen. Kunka suuri on taipuma, jos tukipisteiden väli on 0,000 mm? 3. Miksi osamäärää δ/f tutkitaan l:n suhteen? Minkä asteinen polynomi kuvaa sovituksista parhaiten (järkevimmin) mittauspisteitä? Mitä voit sanoa ko. polynomin muista alemman asteen kertoimista? Jos vain sopivimman polynomin korkein aste huomioidaan, niin mikä tällöin on potenssi b funktiossa f 2 (l)=l b? Mikä on polynomin korkeimman asteen kertoimen yksikkö? Kirjaa kerroin tähän yksiköineen. Korvaa lausekkeen (1) funktiot f 1 ja f 2 muodostamillasi funktioilla ja kirjoita lauseke näkyviin. δ = Mitä osaa kulmakerroin vastaa lausekkeessa? Ratkaise E. Mitä osaa polynomin kerroin vastaa lausekkeessa? Ratkaise E.

TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE /5 Messinkisauvan kimmokertoimen määrittäminen Sauvan halkaisija D = 8,00 mm Mittaustapa 1: Tukipisteiden etäisyys vakio ja muutetaan massaa. l (m) m (kg) lukema (mm) F (N) δ (mm) 0,70 0,000 0,00 0,00 0,00 0,70 0,575 2,1 5,65 2,1 0,70 0,863 3,68 8,7 3,68 0,70 1,023,38 10,05,38 0,70 1,170,95 11,9,95 Saadaan messingin kimmokertoimeksi E 1 = 9,68 10 10 Pa

TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 5/5 Mittaustapa 2: Tukipisteiden etäisyyttä muutetaan ja massa vakio. l (m) m (kg) lukema (mm) F (N) δ (mm) δ/f (µm/n) 0,70 1,1698,95 11,9,95 30,90556 0,620 1,1698 3,02 11,9 3,02 262,89592 0,500 1,1698 1,59 11,9 1,59 138,1209 0,380 1,1698 0,69 11,9 0,69 60,06562 0,250 1,1698 0,23 11,9 0,23 20,02187 0,000 1,1698 0,00 11,9 0 0,00000 Todetaan, että 3. asteen polynomilla on paras sovitus. Saadaan messingin kimmokertoimeksi E 2 = 11,8 10 10 Pa