はじめまして.大学1年生の者です. 早速ですが,剛性率を求めるのに「ねじれ振り子」を使って実験しますよね. そのときねじる角度θを小さくするのはなぜですか? 慣性モーメントIと角度θが比例関係になるのは分かってるのですが,そのことで金属にどのような影響をもたらすのでしょうか?
?慣性モーメントIと角度θが比例関係になる?は誤りで,それを言うなら, 「ねじりトルクとねじる角度θが比例関係になる」でしょう.
ねじる角度θが大だと,ねじ切れてしまいます. ねじる角度θが中だと,ねじり針金の断面の外周付近が塑性変形してしまいます. ねじる角度θが小だと,ねじり針金の断面内の全面が弾性変形で,塑性変形には至りません.
「ねじりトルクとねじる角度θが比例関係になる」のは,弾性変形の時だけなのは当然です. ?ねじれ振り子?により剛性率を求める実験の計算式は弾性変形を前提条件にしているので, ?そのときねじる角度θを小さくする?のです.
詳しくは機械工学科の学生が使う「材料力学」の教科書などを参考にして下さい. 以上は?金属にどのような影響をもたらす?の観点で述べたもので,それ以外の理由があるやも・・・
トンガリさんありがとうございます.ねじりトルクですか.調べてみます. ねじれ振り子の実験では弾性変形を前提にしてるんですね.解決しました.ありがとうございました.