Meritve

Iskali smo elastični koeficient (modul) raznih plastenk v odvisnosti od notranjega tlaka t.j razlike notranjega in atmosferskega tlaka .

Iz teorije vemo da:

Ker so plastenke v praksi zaključene ploskve, je raztezek, ki ga opazujemo, površinski (dvodimenzionalen). Zaradi rebraste oblike večine plastenk, ki smo jih izmerili, smo se odločili, da bomo površino plastenke aproksimirali z valjem dimenzij in (odločili smo se, da bomo opazovali raztezke površine med merilno točko in ), kar je razvidno iz obeh skic: skica 1 (notranji tlak je enak zunanjemu tlaku) in skica 2 (notranji tlak je večji od zunanjega). Iz tega sledi, da se naša začetna površina plastenke aproksimira z enačbo:

Pri povečavi notranjega tlaka se plastenka razteza z majhnimi odstopanji med merskimi točkami zaradi geometrije plastenk (na sredini se malo bolj raztegne, blizu zamaška pa manj). Za naše analize smo torej uporabljali povprečno vrednost raztezkov na vseh merilnih mestih in tako prišli do naslednje enačbe:

Med merjenjem se je izkazalo, da se višina bistveno ne spreminja, medtem ko se celotna višina plastenke poveča, predvsem zaradi tega, ker se konkavno dno konveksno izboči navzven. Iz tega sledi:

Grafi, za katere smo se odločili, predstavljajo ravno odvisnost med in , torej naklonski koeficient linearnega dela naših grafov, kar nam ravno predstavlja oceno elastičnega modula za vsako plastenko.

    Povprečni raztezki plastenke:

    V tem poskusu smo opazovali površinske spremembe plastenke v odvisnosti od tlaka. Tlak (zunanji vpliv) povzroča v plastenki natezno napetost, ki se pokaže v povečavi površine oz. kot raztezek. Pri tem smo merili relativno spremembo premera plastenke (tj. ) na raznih mestih in vzeli povprečno vrednost teh meritev. To je potrebno, ker se plastenka zaradi svoje oblike na različnih mestih bolj ali manj raztegne (glej skico 2).

    Povprečje teh raztezkov nam določa elastični koeficient za plastenko (kot celoto).

    Povprečne deformacije plastenke:

    Med poskusom smo se trudili natančno opazovati plastične deformacije plastenke po vsaki povečavi tlaka. Teoretično bi se ta morala vrniti v prvotno stanje po vsaki obremenitvi ( pri sobni temperaturi), vse dokler ne bi presegli mejo elastičnosti plastenke. Če pa presežemo mejo elastičnosti, bi morali po razbremenitvi izmeriti povečavo v premeru oz. deformacijo (). Kakor za merjenje raztezkov, smo deformacije merili na treh mestih in vzeli njihovo povprečno vrednost.

    Kaj nam te deformacije povedo?

    Ko opazimo pojav plastičnih deformacij v nenapetem stanju, pomeni, da smo dosegli/presegli mejo elastičnosti.

    Zaradi povečane merske napake teh meritev, smo jih kasneje pri obdelavi uporabili za bolj približno oceno meje elastičnosti (iz nekaterih meritev je razvidno, da so plastične deformacije že po prvi ali drugi obremenitvi (pri 0,5 ali 0,6 bara).

    Opomba:

    Pri meritvah deformacij smo opazili večje merske napake ali neskladnosti meritev, kakor za raztezke. Kot glavni razlog za povečano mersko napako sumimo na geometrijsko nepopolnost plastenk. Privzeli smo, da je v nenapetem stanju prečni presek plastenke "Fruca" ali "Cocte" popoln krog (najverjetneje pa gre za elipso). Podobno tudi pri plastenki "Zale" presek ni ravno pravilen kvader. Med meritvami smo verjetno izmerili različne diagonale eliptičnega preseka plastenke, kar nam je pokazalo navidezne plastične deformacije, ko pa teh v resnici ni bilo (skica 3).

    Pri meritvah raztezkov, kjer je plastenka v napetem stanju (s povečanim notranjim tlakom), pa je merska napaka močno omiljena, ker notranji pritisk prisili plastenko, da se enakomerno raztegne in tako njen prečni prerez postane pravilen krog.

    Da bi se taki napaki izognili v prihodnosti, bi na plastenkah označili točke, kjer se kljunasto merilo dotika plastenke, in vedno merili na tistih točkah (kolikor se le da natančno).