岩と森

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help リーダーに追加 RSS 木質物理実験―ヤング率―

<<   作成日時 : 2007/05/25 00:23   >>

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物質の強度をあらわすもの,それがヤング率である.

単位はPaやt/cuなど圧力で現される.

それらはひずみから求めることができる.

ひずみは以下の公式にあてはまる.

δ=Pl^3/48EI・・・・(1)

P:荷重(N),l:支点間距離(m),E:ヤング率(Pa)
δ:たわみ(m),I:断面二次モーメント

I=bh^3/12・・・・(2)

b:幅(m),h:高さ(m)

まぁ,感覚的にも支点の距離を伸ばせばたわみは大きくなるのはわかる.
木や鉄板で小川に橋でもかけたのと似たようなもん.
それが3乗でかかってくるとは思わないけど・・・.

断面二次モーメントもようわからんけど,
A4のノートよりA3のノートのが曲げやすいのと一緒なんかなぁ.
まぁ,これも3乗でかかるとは思わんけど・・・.

物理がちんぷんかんぷんな私はイメージしないとどうもねぇ^^;


今回は5月初めに製材した材のヤング率を求めます.

2つの支点に板を水平にかけ,二支点から等距離にダイヤルゲージをセットします.

画像

初めの目盛りは・・・



最初の目盛りを読んで,セット完了.

画像

順々に錘を乗せていきます.



この実験でわかるのはたわみです.

さて,ヤング率を求めるにはどうしたらいいか.

(1)式と(2)式から次の式が導きだされます.

E=Pl^3/4δbh^3・・・・(3)

ここでこの式に代入する前に
たわみはちゃんと出ているのかを確かめます.
実際の実験データです.

画像


これらから散布図を求め,回帰直線を引きます.

画像


一次直線に回帰さすことができました.
これは(1)が成立していることを示しています.

では(3)へ代入してみましょう.

実験に使った木は
l:149.5cm
b:11.2cm
h:3.1cm
です.

画像


上の式からヤング率は7.8GPaと求まりました.








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