Feladat: 136. fizika mérési feladat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Major Zsuzsanna 
Füzet: 1992/január, 47. oldal  PDF file
Témakör(ök): Mechanikai mérés, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1991/szeptember: 136. fizika mérési feladat

Készítsünk gyurmából golyót, majd ejtsük azt egy kemény, vízszintes felületre! Vizsgáljuk meg a golyó alakváltozását (például a keletkező benyomódás átmérőjét) az ejtési magasság függvényében!

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A leejtett gyurmagolyó földetéréskor az ábrán látható módon deformálódik.

 
 

Néhány próbamérést végezve vizsgáljuk meg, hogy a gyurmát milyen magasságokról célszerű leejteni, és a deformáció jellemzésére az ábrán látható paraméterek közül melyiket érdemes használni. Azt tapasztaljuk, hogy a deformációt a három paraméter közül a legcélszerűbb a feladat kitűzésénél javasolt d benyomódási átmérővel leírni, ugyanis ez a paraméter változik a legjobban az ejtési magasság függvényében. Az ejtési magasságot néhány centimétertől néhány méterig érdemes változtatni. Az ejtési magasság könnyen mérhető cm-es pontossággal, azonban a deformációs paraméterek mérése már nehezebb. D és x értékét megmérhetjük a földhöz tapadt gyurmagolyón egy tolómérő segítségével. A d mennyiség méréséhez ejtsük a gyurmagolyót tiszta üveglapra. A gyurma zsírfoltot hagy az üvegen, ennek az átmérőjét könnyen mérhetjük milliméteres pontossággal.
Közismert, hogy a kezünk melegétől felmelegedett gyurma sokkal puhább, mint a szobahőmérsékletű gyurma. Ez a jelenség nagyon nagy hibát okozhat mérésünkben. Ezért feltétlenül ügyeljünk arra, hogy az egyes méréseket egyforma hőmérsékletű (és így egyforma keménységű) golyókkal végezzük! A gyurmát minden átgyúrás után hagyjuk néhány percig hűlni.
 

Major Zsuzsanna (Stuttgart, Friedrich-Eugens Gymn., 8. o. t.) a mérést egy 31,6 mm átmérőjű, (29±0,5) g tömegű golyóval végezte. A h ejtési magasságot néhány cm-től 2 m-ig változtatva vizsgálta mindhárom deformációs paraméter értékét. Eredményeit a grafikon ábrázolja.
 
 

Látható, hogy valóban a d benyomódási átmérő jellemzi legjobban a deformációt, D és x értéke az ejtési magasságot változtatva sokkal kevésbé változik. Az ejtési magasság növelésével d kezdetben gyorsan, majd egyre lassabban nő, alakja a vizsgált tartományban egy 1-nél kisebb kitevőjű hatványfüggvénnyel közelíthető.