剛性率の実験について

剛性率の実験について

ゴブリン さんの書込 (2007/10/17(Wed) 15:51)

ネットで調べてもいまいちだったので書き込みさせていただきます. 剛性率の実験で測定値の精度を上げるためにどのような方法がとられているか,詳しく教えて下さい. 分かる方お願いします.

Re: 剛性率の実験について

toorisugari no Hiro さんのレス (2007/10/17(Wed) 16:28)

これだけの情報では答えは出てこないと思いますよ. どのような実験をしているのか詳しく教えてください.

誤差評価で一番影響力のある項は何ですか?および,外乱を受けやすい所や精度が悪くなりそうなところはどこですか?

これらを詳しく教えてください.

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/17(Wed) 16:41)

実験内容は針金状の試料におもりをつるして試料をねじり,試料の復元力によって生じるねじれ振動の周期を測定して,ねじれにくさを表す剛性率を求めるという実験です.

Re: 剛性率の実験について

toorisugari no Hiro さんのレス (2007/10/17(Wed) 17:34)

装置の強度の問題,散逸の問題,非線形の問題がありますが,まずは 誤差評価ですね.

理論式および相対誤差評価式,その数値, 特に誤差評価式で各項のオーダーを教えてください.

また,外乱を受けやすい所や精度が悪くなりそうなところはどこですか?

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/17(Wed) 18:58)

今はまだ分からないんで明日書きます! あと文献値ってなんですか?

Re: 剛性率の実験について

toorisugari no Hiro さんのレス (2007/10/17(Wed) 19:14)

> 文献値ってなんですか?

真の物性値は誰も知りません.そのために実験します.ですが,信頼できる実験が文献にデータ化されているのでそれを利用することも多いです.そこに書いてある物性値が文献値です.真の値ではないですが,真の値に近いと予想されます.

文献は普通は論文を指しますが,学部学生なら教科書と考えてもいいでしょう.

Re: 剛性率の実験について

toorisugari no Hiro さんのレス (2007/10/18(Thu) 17:55)

計算間違いや基本量の誤差評価に間違いがないのなら,そのような実験は意味を持たないですね.

どの項(どの基本量の寄与)が爆発しましたか?

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/18(Thu) 19:31)

爆発?! 相対誤差が26%とかになってしまいました…

Re: 剛性率の実験について

失望 さんのレス (2007/10/19(Fri) 08:42)

剛性率を算出する式を示さずに論議するなんて・・・ 君達は工学を志す資質が無いと私は断定する.

Re: 剛性率の実験について

toorisugari no Hiro さんのレス (2007/10/19(Fri) 11:48)

ほらほら,ゴブリン君 失望先生もカンカンに怒ってらっしゃいますよ.早く理論式(+暫定値)と誤差評価式(+各項のorder評価)を出してね.先に進まないから.

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/19(Fri) 12:06)

『ねじり振り子』の場合, ・回転バネ定数

k_{t}=\frac{M}{\theta }[kg\hspace{0.1cm}cm/rad]=\frac{G\times I_{p}}{l}[kg/cm] (1)

・周期と周波数

T=2\pi \sqrt{\frac{J}{k_{t}}} [s](2) N=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{k_{t}}{J}} [1/s](3)

k_{t} :回転バネ定数 [kg\hspace{0.1cm}cm/rad][kg/cm] M:軸端に働くトルク [kg\hspace{0.1cm}cm] \theta :ねじれ角[rad] G:軸の横弾性係数 [kg/c{m}^{2}] I:軸の断面二次モーメント [c{m}^{4}] I:軸の長さ[cm] T:周期[s] N:振動数[1/s] J:試料の慣性モーメント [kg\hspace{0.1cm}cm\hspace{0.1cm}{s}^{2}] (機械公式活用ポケットブック1967)

)適宜修正してお使い下さい. **)(↓)え,なになに? ***)(↓)5分23秒44ですよね. ***)(↓)ええ,いかが致しましたか?

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 14:49)

例えば 15分2.2秒‐4分17.4秒 =10分44.8秒になるんですけど

6分27秒59‐1分4秒15だとどうなりますか??

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/20(Sat) 15:02)

5分23秒44ですよね. *)ゴブリンさん,一体何事が?

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 15:16)

引き算のやり方が分からなくて困ってます…

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/20(Sat) 15:31)

時間の計算方法でしたら, 1分=60秒 1時間=60分=60×(60秒)=(6×6)×(10×10)秒=36×100秒 となる事を用いまして,

15分2.2秒‐4分17.4秒 ={15×(60秒)+2.2秒}-4×(60秒)+17.4秒} ={(15×60+2.2)-(4×60+17.4)}秒 ={(15-4)×60+(2.2-17.4)}秒 ={11×60+(-15.2)}秒 ={10×60+(60-15.2)}秒 ={10×(60秒)+(60-15.2)秒} =10分+44.8秒従って10分44.8秒

となります. )まずは,宜しいでしょうか? *)7分32秒09‐2分8秒87=5分23秒22となります. ***)8分33秒59‐3分13秒53=5分20秒06となります.(8-3,33-13,59-53)

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 15:42)

良く分かりません…. じゃあ7分32秒09‐2分8秒87だとどうなりますか?

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 15:54)

あってる. じゃあ8分33秒59‐3分13秒53=5分23秒06であってるんでしょうか?

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/20(Sat) 16:09)

8分33秒59‐3分13秒53=5分20秒06となります.(8-3=5,33-13=20,59-53=06) *)よろしいでしょうか? **)その通りでございます♪

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 16:13)

式間違えました! 8分36秒59‐3分13秒53 =5分23秒06 ですよね?

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/20(Sat) 16:21)

その通りでございます♪ *)それで,つぎはなにかというと?

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 16:27)

心配なんで全部聞いていいですか?

1,9分47秒81‐4分17秒97

2,4分45秒83‐0分48秒63

3,5分35秒67‐1分32秒67

4,6分24秒01‐2分21秒04

5,7分12秒07‐3分9秒67

6,4分39秒85‐0分47秒28

7,5分27秒34‐1分34秒75

8,6分14秒72‐2分17秒69

9,7分2秒07‐3分5秒19

10,3分34秒57‐1分35秒94

11,4分10秒19‐1分11秒82

12,4分45秒78‐1分47秒57

13,5分25秒44‐2分23秒19

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/20(Sat) 17:20)

ええ,かまいませんよ♪

1 9分47秒81 - 4分17秒97 = 5分29秒84

2 4分45秒83 ‐ 0分48秒63 = 3分57秒20

3 5分35秒67 ‐ 1分32秒67 = 4分03秒00

4 6分24秒01 ‐ 2分21秒04 = 4分02秒97

5 7分12秒07 ‐ 3分9秒67 = 4分02秒40

6 4分39秒85 ‐ 0分47秒28 = 3分52秒57

7 5分27秒34 ‐ 1分34秒75 = 3分52秒59

8 6分14秒72 ‐ 2分17秒69 = 3分57秒03

9 7分2秒07 ‐ 3分5秒19 = 3分56秒88

10 3分34秒57 ‐ 1分35秒94 = 1分58秒63

11 4分10秒19 ‐ 1分11秒82 = 2分58秒37

12 4分45秒78 ‐ 1分47秒57 = 2分58秒21

13 5分25秒44 ‐ 2分23秒19 = 3分02秒25

*)エクセルを検算用に使いました.取り敢えず,宜しいでしょうか?

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 17:43)

ありがとうございます!! あと教科書に10分43.6と10分44.5と10分44.8と10分44.5と10分45.1の平均50T1=644.30Sって書いてあるんですけどこれどうやって計算してるんですか?

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/20(Sat) 18:04)

10分は600秒ですから,

平均 50T_1=10\times60+\frac{43.6+44.5+44.8+44.5+45.1}{5}=600+\frac{43.6+44.5+44.8+44.5+45.1}{5} =600+\frac{222.5}{5}=600.00+44.50=644.50sec

)有効数字の修正を行いました. **)教科書が何か分かりませんが,ちょっと検討してみます(誤植はないですよね). **)5回×10分×周期(その1)= 50T_1 :教科書の定義によります. ****50T_1T_1 の50周期

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 18:32)

良く分かりません….

答え微妙に違う….

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 19:30)

教科書が間違っているのかもしれませんね….

じゃあ5分22.90と5分23.44と5分23.22と5分23.06と5分29.84の平均50T1は 324.492Sであってます?

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/20(Sat) 19:42)

その場合平均 50T_1=5\times5T_1 であっているようです.

平均 50T_{1}=300+\frac{22.90+23.44+23.22+23.06+29.84}{5}=324.492sec

*)教科書の定義によると思われる部分は,訂正しました.

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 20:27)

じゃあ3分58.45と3分57.20と4分03.00と4分02.97と4分02.40の平均50T1と

3分52.75と3分52.57と3分52.69と3分57.03と3分56.88の平均50T2と

2分58.78と1分58.37と2分58.63と2分58.21と3分02.25の平均50T2

を教えて下さい.

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/20(Sat) 20:57)

意図と目的がなく書き込んでおられるのですか?

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/20(Sat) 21:29)

3分58.45と3分57.20と4分03.00と4分02.97と4分02.40の平均50T1=252.804Sであってますか?

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/20(Sat) 22:04)

平均 50T_1 (周期)は,

3分58秒45と3分57秒20と4分03秒00と4分02秒97と4分02秒40 の(秒を単位とした)平均だということのようですので,

平均 50T_1=\frac{238.45+237.20+243.00+242.97+242.40}{5}=200+\frac{38.45+37.20+43.00+42.97+42.40}{5}=240.804sec

となります.

/*計算結果 1.3分58.45と3分57.20と4分03.00と4分02.97と4分02.40の平均50T1=252.804S (03:58.45,03:57.20,04:03.00,04:02.97,04:02.40)の平均50T1=04:00.804sec=240.804sec

2.3分52.75と3分52.57と3分52.69と3分57.03と3分56.88の平均50T2=198.384S (03:52.75,03:52.57,03:52.69,03:57.03,03:56.88)の平均50T1=03:54.384sec=234.384sec

3.2分58.78と1分58.37と2分58.63と2分58.21と3分02.25の平均50T2=167.248S (02:58.78,01:58.37,02:58.63,02:58.21,03:02.25)の平均50T1=02:47.248sec=167.248sec (元の式では,”3分58.78”での計算結果になっていました.) */

*)No.18247の記述は,無視して下さい.

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/21(Sun) 16:08)

3分58.45と3分57.20と4分03.00と4分02.97と4分02.40の平均50T1=252.804S

3分52.75と3分52.57と3分52.69と3分57.03と3分56.88の平均50T2=198.384S

2分58.78と1分58.37と2分58.63と2分58.21と3分02.25の平均50T2=167.248S

だと思ってたんですけど計算間違ってるんですよね?これの最後に出た答え×1/50をするでまだ×1/50はやらない答えで教えて下さい

あと削除出来ませんでした

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/21(Sun) 19:18)

>だと思ってたんですけど計算間違ってるんですよね? 確かに,違っています. >これの最後に出た答え×1/50をするでまだ×1/50はやらない答えで教えて下さい >あと削除出来ませんでした 出来る範囲かも分かりませんが,了解しました.

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/21(Sun) 21:45)

<計算結果> 1.3分58.45と3分57.20と4分03.00と4分02.97と4分02.40の平均50T1=04:00.804sec=240.804sec

2.3分52.75と3分52.57と3分52.69と3分57.03と3分56.88の平均50T2=03:54.384sec=234.384sec

3.2分58.78と1分58.37と2分58.63と2分58.21と3分02.25の平均50T2=02:47.248sec=167.248sec

の導出過程を記述してみて下さい.

本当に分からないですか?

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/21(Sun) 22:03)

多分分かりました. 次に n=8×3.142×114.92/0.078^4 ×(1932-9870)×10^2/6.4898^2-4.68768^2の計算なんですけど答えの最後が ×10^11dyn/cm2にならないといけないんですけど計算が出来ません….

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/21(Sun) 23:41)

私の推理としては,以下のようになりました.

G=\frac{8\pi l}{r^{4}}\times\frac{I_{a}-I_{b}}{T_{a}^{2}-T_{b}^{2}}=\frac{8\times3.14\times114.92}{0.078^{4}}\times\frac{(9870-1932)\times10^{2}}{6.4898^{2}-4.68768^{2}}=30.7340878435972\times10^{11}dyne/cm^{2} Gの単位; =\frac{8\pi l}{r^{4}}\times\frac{I_{a}-I_{b}}{T_{a}^{2}-T_{b}^{2}} =\frac{cm}{cm^{4}}\times\frac{g\hspace{0.1 cm}cm^{2}}{\sec^{2}}=\frac{1}{cm^{2}}\times\frac{g\hspace{0.1 cm}cm}{\sec^{2}}=dyne/cm^{2}

大きく間違っていますでしょうか? #詳細は検算する必要はあるとおもいますが(有効数字など)... *)諸元の導出過程は,きちんとできそうですか?

**)念のため,9870(誤)→987.0(正)とすると,

G=\frac{8\pi l}{r^{4}}\times\frac{I_{a}-I_{b}}{T_{a}^{2}-T_{b}^{2}}=\frac{8\times3.14\times114.92}{0.078^{4}}\times\frac{(1932.0-987.0)\times10^{2}}{6.4898^{2}-4.68768^{2}}=3.65\times10^{11}dyne/cm^{2} 2007.10.22追記

Re: 剛性率の実験について

ゴブリン さんのレス (2007/10/22(Mon) 20:59)

答えがどれだか分かりません…. あと n=8×3.142×116.6/0.074^4 ×(1932-9870)×10^2/3.34496^2-4.81608^2 も最後が×10^11dyn/cm2 になるようにお願いします

Re: 剛性率の実験について

スパイク さんのレス (2007/10/22(Mon) 22:31)

>答えがどれだか分かりません….

これは当然で,まずは,諸元(測定結果:データセットと俗に言います.)として,

試料の径,長さ,円環の質量,内半径,外半径,厚さ 周期 T_a,T_b を下記のように,記述してくれないと, 的確に算定出来ないのです. #こちらの質問に答えていないということです.

測定結果(その○); ・試料の径:○cm ・試料の長さ:○cm ・円環の質量:○g ・円環の内半径:○cm ・外半径:○cm ・厚さ:○cm ・周期 T_a :○秒 ・周期 T_b :○秒 (○を埋めてください)

下記は,その後になりますので,よろしくお願い致します.

>n=8×3.142×116.6/0.074^4 >×(1932-9870)×10^2/3.34496^2-4.81608^2 >も最後が×10^11dyn/cm2 >になるようにお願いします