橡皮筋受热是伸长还是缩短.pptx

橡胶电机

rubbermotor;所涉及的问题;1.调查能量来源的属性;结果与理论分析;橡皮筋所具有的特点;二.显著的粘弹性

橡胶受外力作用拉伸或压缩时，形变总是随时间而发展，最后达到最大形变，这种现象叫蠕变；或者，拉紧的橡胶会逐渐变松，这种应力随时间减小的现象叫应力松弛。蠕变和应力松弛统称为力学松弛。因为高弹形变是靠链段运动实现的，而链段运动是个松弛过程，即分子链从一种平衡态通过链段运动到达另一个平衡态需要一定的时间，短则几秒，长则几年。;三.热效应的影响伴随着应力

橡胶拉伸时会发热，回缩时会吸热，这主要有两个方面的原因：

一是因为拉伸时熵减小，而内能几乎不变，故焓也减小，即放热；

二是许多橡胶拉伸时因分子规整排列而结晶，结晶过程是放热的。

回缩时这两个因素正好反过来，即熵增导致焓增，晶区熔融吸热。;对橡皮筋弹性的解释;热能的变化;橡胶弹性的统计理论;对于单位体积内有N个网链的交联网单轴拉伸时三维的伸长率为，，，

假设体积不变,则交联网的总熵变可写为;由于因为在形变过程中长度与横截面变化，体积不变则v＝1，公式可知：;简单推导出应力与伸长率的关系后,我们可以假设橡皮筋回复原长做功全部来自橡皮筋的伸长.

用应力和伸长量可以求解做功的函数,做功的函数对时间进行微分,便可得到功率.;实验公式分析

把小球看做刚体，则其转动惯量为

对于质量连续分布的物体应将上式改为积分，即

对于质量为m长度为l,线密度为λ，定轴为中轴的小棒，取沿小棒的坐标为x则;又因为刚体的定轴转动动能为：;认为橡皮筋释放的能量W即为小棒转动的动能，即：;又因为

设N为橡皮筋的圈数 ............

而由刚体定轴转动的转动定律知

在圆柱体扭转中，产生的扭转的力偶矩与扭转角度的关系为

c为扭转系数 所以

则有 k为比例系数...............

由 式得;对式子积分得;积分得;猜想与实验;假设条件与实验设计

假设：;实验示意图;实验步骤：;实验结果与误差分析;理论上应该是橡皮筋带动木棒一直重复运动，实验结果与理论之间的误差分析为：

1.此模型仅适用于橡筋所释放的能量完全转化为小棒的动能，忽???了橡筋扭曲过程释放的热能。;参考文献;谢谢观赏