Rugalmas alakváltozások » Gumi megnyúlása

Jelenség leírása

Mérjük meg egy kb. 50 cm hosszú kerékpár szelepgumi megnyúlását a húzóerõ függvényében! Áztassunk be 1-2 napig hideg vízbe egy másik szelepgumit, majd azzal is végezzük el a mérést!

Összeállítás

A mérés legnehezebb része - néhány jegyzõkönyv tanúsága szerint - a megfelelõ hosszúságú szelepgumi beszerzése volt. Kellõ utánjárással azonban kerékpár-szaküzletekben többféle gumit is vásárolhattak a kísérletezõk, s ezek rugalmas tulajdonságait vizsgálva nagyon eltérõ viselkedést tapasztalhattak. A szelepgumi vízben történõ áztatása jelentõsen megváltoztatta a gumi tulajdonságait, de a hõmérséklettõl és a levegõ páratartalmától is függtek azok. Többen megfigyelték, hogy a gumi ,,elõélete'' is hatással van a gumira, továbbá a megnyújtott gumi lassan tovább nyúlik: órákon (sõt napokon!) keresztül változtatja a hosszát anélkül, hogy a terhelés nagyságát növelnénk. Mindezek azt mutatják, hogy a gumi nagyon bonyolult, furcsa viselkedésû anyag, melynek vizsgálata a szokásosnál nagyobb körültekintést, kísérletezõi leleményességet kíván.

Eszközök

hosszú vonalzó vagy mérőszalag, rugós erőmérő, szelepgumi

Magyarázat

M. 186. Mérjük meg egy kb. 50 cm hosszú kerékpár szelepgumi megnyúlását a húzóerõ függvényében! Áztassunk be 1-2 napig hideg vízbe egy másik szelepgumit, majd azzal is végezzük el a mérést!

Megoldás. A mérés legnehezebb része - néhány jegyzõkönyv tanúsága szerint - a megfelelõ hosszúságú szelepgumi beszerzése volt. Kellõ utánjárással azonban kerékpár-szaküzletekben többféle gumit is vásárolhattak a kísérletezõk, s ezek rugalmas tulajdonságait vizsgálva nagyon eltérõ viselkedést tapasztalhattak. A szelepgumi vízben történõ áztatása jelentõsen megváltoztatta a gumi tulajdonságait, de a hõmérséklettõl és a levegõ páratartalmától is függtek azok. Többen megfigyelték, hogy a gumi ,,elõélete'' is hatással van a gumira, továbbá a megnyújtott gumi lassan tovább nyúlik: órákon (sõt napokon!) keresztül változtatja a hosszát anélkül, hogy a terhelés nagyságát növelnénk. Mindezek azt mutatják, hogy a gumi nagyon bonyolult, furcsa viselkedésû anyag, melynek vizsgálata a szokásosnál nagyobb körültekintést, kísérletezõi leleményességet kíván.

Friedl Zita (Sopron, Széchenyi I. Gimn., I.o.t.) az iskolai fizikaszertárból kölcsönkért rugós erõmérõvel mérte a saját maga által kifejtett húzóerõt, a megnyúlást pedig a szoba falához erõsített mérõrúdon olvasta le. Mérési adatai szerint a gumiszál megnyúlása nem áll egyenes arányban a húzóerõvel, tehát nem követi a Hooke-törvényt. A beáztatott és a ,,normális'' szelepgumi viselkedése között nem tapasztalt számottevõ különbséget. Keszler György (Sümeg, Kisfaludy S. Gimn., III.o.t.) megfigyelte, hogy a megnyújtott gumi maradandó alakváltozást szenvedett: a terhelés megszünte után csak kb. 5 perc múlva nyerte vissza az eredeti hosszát. Megfigyelte az ,,utónyúlás'' jelenségét, vagyis azt, hogy a súly felrakása utáni gyors alakváltozást egy sokkal lassabb, elhúzódó megnyúlás is követi, melynek mértéke és üteme észrevehetõen függ a terhelés nagyságától. Megyeri Ágnes (Monor, József A. Gimn., II.o.t.) csavaranyákból állított össze súlysorozatot, s azokkal vizsgálta az elõzõleg 24 óra hosszat hûtõszekrényben tartott, 7 o C-os vízben áztatott, illetve a ,,hõkezelés'' nélküli szelepgumi megnyúlását. Azt tapasztalta, hogy kis terheléseknél a megnyúlás arányos a terheléssel, de nagyobb erõknél jelentõsen eltér a lineáris viselkedéstõl. A hõkezelt gumiknál a megnyúlást kisebbnek mérte, s a megfigyelése szerint a lineáris szakasz is lerövidült, továbbá a maradandó alakváltozás is kisebb volt.

A mérési eredmények olyan erõsen szórtak és a megfigyelt kvalitatív tulajdonságok is olyan nagy eltérést mutattak, hogy egyik dolgozatban szereplõ adatokat sem merjük hivatalos megoldásként ismertetni. A megoldások értékelésénél a megfigyelések alaposságát, a mérési adatok mennyiségét és azok kiértékelésének gondosságát vettük csak figyelembe, az eredmények összevetésének és ,,a helyes megoldás'' ismertetésének - a körülmények és a vizsgált anyagok különbözõsége miatt - nem látjuk értelmét.


Szerzők

  • Gnadig Péter

Forrás, irodalom, hivatkozás

  • Friedl Zita
  • Keszler György
  • Megyeri Ágnes
  • Varga István
  URI STRING  
/show/186/F-B-F
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
614,000 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0006
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0244
Total Execution Time  0.0250
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 9   
0.0003   INSERT INTO `sessions(`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('32c342fc1d97db3398262f3306db3f9d''3.88.161.108''CCBot/2.0 (https://commoncrawl.org/faq/)'1555583258) 
0.0004   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM 
(`categories`) 
0.0003   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '186' 
0.0005   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywordsON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '186' 
0.0003   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categoriesON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '186' 
0.0003   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '186' 
0.0053   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '186' 
0.0005   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authorsON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '186' 
0.0004   SELECT *
FROM (`media`)
JOIN `media_typeON `media_type`.`format`=`media`.`format`
JOIN `exp_mdaON `media`.`mid` = `exp_mda`.`mid`
WHERE `exp_mda`.`eid` = '186'