Определение модуля сдвига с помощью пружинного маятника и растяжения пружины
Для экспериментального определения жесткости пружины используют пружинный маятник. В данной работе изучаются свободные колебания груза известной массы
где При определении модуля сдвига материалов методом растяжения пружины, необходимо подвешивать к пружине грузы разной массы
где
|
Рассмотрим кручение при деформации цилиндрической пружины. 
На рис.7.3 цилиндрическая пружина диаметром 
и длиной 
, подверженная растяжению до длины 
двумя равными и противоположно направленными вдоль ее оси силами 
. Будем рассматривать пружину, как винтовую линию с пренебрежимо малым шагом, таким, что каждый ее виток перпендикулярен силам, действующим на пружину. Момент сил, действующий в любом сечении витка пружины в таком случае является постоянной величиной, равной 
, где 
- радиус пружины. Вектор момента сил направлен по касательной к витку, и следовательно, вызывает деформацию чистого кручения витков пружины. Следствием этой деформации будет изменение длины пружины, т.е. ее линейная деформация.
, подвешенного на пружине. Зависимость отклонения равновесного положения груза от времени 
подчиняется следующему уравнению динамики: 
. Решение этого уравнения имеет вид: 
, где амплитуда 
и начальная фаза 
определяются начальными условиями; 
– угловая частота колебаний, период которых Т равен: 
, где 
– жесткость пружины. Зная 
, (7.7)
– число витков пружины, 
– диаметр проволоки.
и 
, измеряя соответствующие удлинения 
и 
. Модуль сдвига в этом случае будет определяться как:
, (7.8)
– удлинение пружины, 
