یكییهؽؾاظ ؼ

:ضربه و سختیعنوان آزمایش (Impact and Stiffiness)

:شارپی .مقاومت فلزات به روش تعیین هدف آزمایش

:تبؼیطچ

کهتیبی T-2تؽظ تبکؽب ی ث نکكت تخ ؾیبظی خبی ظم ظؼ خگ

ظؼ يؼتی لیجؽتی خنکبؼی نع هؼطف نع ثؼی اؾ ایي کهتی ب کبهال ظ یو نع ثظع

فل ؾهكتبى ثیهتؽنکكت ب ظؼ. وی کؽظكت کهتی ؼا کب هال تطؽیت هاؼظی ظیگؽ نکک ظؼ

ؾهبی ک کهتی ب ظؼ ظؼیب ثظع ن لتی ک ظؼ ثعؼ لگؽ اعاضت نکكتب ن ظؼ. ؼش هی ظاظ

الؼیت نع ک فالظی ک هؼوال ایي ایي زبظث ضطیؽ ثبػث تخ ث ثظع ؼش هی ظاظ . لع

ظ ثؽای تؼییي ػلل ثؽؾ ایي نکكت یبفتي ؼا چبؼ تؽظ هی ن ظؼ نؽای یژ ای ؽم اقت

تسمیمبتی تسمیمبتی قیؼی ظؼایي ؾهی ادبم نع.ػال ثؽ آى ظؼ آیع ثؽبه یخلگیؽی اؾ ثؽای

هکبیكن ؽظى خاة ایي ههکل زبظ ؽذ نع تسمیمبت ظیگؽی یؿثبعف ظؼک ثتؽثؽای پیعا ک ک

2

نکكت تؽظ کهتی ب ثبػث نع ک ث . ثب ایک گؽفت دبما تؽظ ثطؼ کلی نکكت نکكت

نکكت تؽظ فالظ ؽم تخ ؾیبظی نظ ثبیع ثعاین ک ایي تب هؼظی جظ ک ههکل ایدبظ

ضط لل پل –هطبؾى تست فهبؼ –اؾ نکكت بی تؽظ ظؼ هطبؾى 6886هی کؽظ ظؼ قبل

ب گؿاؼل ظاظ نع.

ق ػبهل ػوع نؽکت ظاؼع ایي ق ػبهل ػجبؼتع اؾ:ظ اؾ ع ؼش ثؽگی ظؼ نکكت تؽ

کؽم ؾیبظ یب آگ ثبؼ گػاؼی ؾیبظ آگ .3 .ظهبی کن2 .زبلت تم بی ق ثؼعی6

ک ؽ ق ػبهل ثطؼ وؿهبى زؼ ظانت ثبنع ثؽای ایدبظ نکكت تؽظ لؿهی عاؼظ

نیبؼ ظهبی کن ػلت اکثؽ نکكت بی تؽظ ظؼ زیي تم ق ثؼعی هبع زبلت هخظ ظؼ

هظؼ تؼییي ث گػاؼی ؾیبظ هطؽذ هی نعثبؼ . اهب چى ایي آثبؼ ظؼ آگ کبؼ اقت

اقتفبظ لؽاؼهی گیؽع هكتؼع ثظى هاظ ثؽای نکكت تؽظ ااع آؾهى بی ؽث هؼظ

ع کؽم ضاو ههبثی ظاؼع آگ بی کیب پیچم ظؼ فالظ بیی ک زیي آؾهى کهم

توبیلهبى ظؼ ثؽاثؽنکكت تؽظ ث ذ تغییؽ لتی تست آؾهى ؽث ثب نیبؼ لؽاؼظاؼع

هی کع.

چى کهتی ب ػوعتب ظؼ لكوت بی خنکبؼی نع ظچبؼ نکكت هی نعع تب هعتی ث ظؽ

یكت. تسمیمبت هی ؼقیع ک ایي ؼل قبضت ث ػلت ایدبظ اهکبى لع نکكت تؽظ هفیع

ث ضظی ضظ اؾ قبیؽ ؼل بی قبضت ؾیبظی ادبم نع تب هبى ظاظ نظ ک خنکبؼی

آقیت پػیؽتؽ یكت.اهب کتؽل کیفیت نعیعی الؾم اقت تب اؾػیة خنکبؼی ک هی تاع

ث يؼت هجغ تم یب نیبؼ ػول کع خلگیؽی نظ الکتؽظ بی خعیع قبضت نع اقت

ک ظقتیبثی ث خنی ثب ضاو ثتؽ اؾ يفس ای اؾ فالظ ؽم ؼا هیكؽ هی کع .

ؽازی قبؾ خنی اؾ ؽازی قبؾ پؽچی ث هؽاتت زكبـ تؽ اقت ثؽای ؽازی

هطوئي قبؾ بی خنی قؼی ؾیبظ ثکبؼ ؼفت اقت . زػف کلی هبثغ تم اختبة اؾ

اقت . ظؼ ثؼی اؾ کهتی بی ؾهبى خگ اؾ همبغ يلت کؽظى ثیم اؾ زع قبؾ هن

3

پؽچ نع هقم ث تلف ظع بی تم اقتفبظ هی نع تب اگؽ نکكت تؽظی ؼش ظع

ثطؼ کبهل ظؼ قبؾ انبػ پیعا کع.

:آؾهى ؽث ثب هیل نیبؼظاؼ طبف پػیؽی اؼطبف ثبالیی ک ظاؼظ یک هبظ ثب خظ اس

تست آى نؽای توبیل ث نظ ثعیي يؼت ک ظ نکع تست تبثیؽ ػاهلی هی تاع تؽ

ایي پعیع پیعا هی کع جیؼتب یک نکكت بگبی ثب همعاؼ ثكیبؼ کوی تغییؽ نکل پالقتیکی

هی تاع ضطؽاتی ؼا ث ظجبل ظانت ثبنع .

ؽ گهتي ضبيیت تؽظی هی تاع تدوغ ؼقثبت یب فبؾبی قطت هطيب ظؼ هؽؾ ػلل ظب

)خببی ضبلی( مط ای فغ گبؾب )تؽظ نعى ظؼ اثؽ گبؾ یعؼژى( ایدبظ ػیة - ظا ب

ظؼ اثؽ انؼ ظاظى وچیي اثؽات ضؼظگی اکكیعاقیى ثبنع . اؾ ایي خت گفت هی نظ

ظوی خظ ظاؼظ همعاؼ تم ایدبظ نع ث ؼ هؼی اؾ تم نکكت ک ظؼ هاؼی ثی

تؽک توؽکؿ تم يؼت هی گیؽظ تدبؾ کؽظ تؽک ظبؽ هی نظ ث هس نؽع

هبظ ث ظانتي ؼفتبؼ تؽظ توبیل تؼییي نکكت هی نظ ثؽای یبفت هدؽ ث گكتؽل تؽک

ؼا ثیي هاظ تفبت بییآؾهى ع ؼ ؼفت اقت ایي ثکب ؽث ای آؾهى هطتلف ااع

ثب هیل یكتع . تبیح زبيل اؾ آؾهى بی لبثل ههبع آنکبؼ هی کع ک ظؼ آؾهى کهم

هلف بی اعاؾ گیؽی ثیبى وی نظ چى ؽازی ثؽ زكت یبؾ بی نیبؼظاؼ ث قبظگی

وچیي ظؼ هؼظ تفكیؽ یب اویت تبیح زبيل اؾ ایي ظؼ نیبؼ هوکي یكت .ثؼعی تم ق

ع آؾهى یچ گ تافك کلی ثعقت یبهع اقت.

پژهگؽای ک ظؼ هؼظ نکكت تؽظ تسمیك هی کع تؼعاظ ؾیبظی و آؾهى ث نکل هیل

و ی هطتلف ثکبؼ ثؽظ اع . ثؽای آؾهى ؽث ثب نیبؼ ظ ظقت نیبؼ ظاؼ ثب ؽذ بی

.اقتبعاؼ خظ ظاؼظ

ظؼ ایبالت هتسع و بی هیل ای نبؼپی هتعالتؽ اقت ظؼ يؼتی ک ظؼ اگلكتبى و

4

45 نیبؼ (mm 10*10)نکل ث اثؼبظ ایؿظ ثکبؼ هی ؼظ . و نبؼپی همطغ ای هؽثغ

ثؼت تیؽی ظؼ ظاؼظ . و 0.25mm نؼبع ؼاـ 2mmخبغی ث ػوك Vظؼخ

گ ظؼ زبل قبى ث هی گیؽظ ثبؼ تق ؽث ی یک آلؽاؼ تکی گب زبلت افمی ؼی

و ثب آگ کؽم ؾیبظی ]اقت m/s 5قؽػت ثؽضؼظ زعظ[هی نظپهت نیبؼ اؼظ

عؼت ثکبؼ اهؽؾ ث ک ایؿظ و هی نظ هی نکع . ضن s^-1 3^10ث اعاؾ

ی ؼظ همطغ هؽثغ یب ظایؽ نکل نیبؼ خبغی ظؼ ؿظیک قؽ ظؼگیؽ ظاؼظ. تفبت ثیي ثبؼ ه

گػاؼی ظؼ آؾهى بی نبؼپی ایؿظ ظؼ نکل ؾیؽ هبى ظاظ نع اقت .

ثطؼ آؾاظ ثؽ ؼی ثطؼی ک ظؼ نکل ؾیؽ ظیع هی نظ ظ اتب و ظؼ ؼل نبؼپی

تؼبظلم هسؽف نع ث پهت نیبؼ اؾ مط ک آگی تق ؽث لؽاؼ ظاظ تکی گب

ػوظی ظؼ گیؽ ثكت نع ؽث اعکف ی نظ . ظؼ ؼل ایؿظ و ثطؼو اؼظ ه

اؼظ هی نظ . وث نیبؼ ثبالتؽ اؾ

يؽف نکكت هی نظ یب ازیبب تغییؽ نکل ظؼ ؽ ظ ع ؼل همعاؼ اؽژی یب کبؼی ک

5

ؾى آگ ظؼ اضتالف و نع اعاؾ گیؽی هی نظ . ث ایي تؽتیت ک زبيل ؽة

ی ثؽاثؽ تفبل اؽژ ایي همعاؼ اؽژی هی نظ تؼییي اؾ ؽث لجل ثؼع آگ تفبعاؼ

پتبكیل الی اؽژی پتبكیل ثبلیوبع اقت.

E=E0 – E1 = mg (h0 – h1)

کویت ايلی ک ظؼ آؾهى ؽث اعاؾ گیؽی هی نظ اؽژی خػة نع ظؼ نکكت و

ثب افؿایم ػی ثؽ هی گؽظظ ک ایي اؼتفبعبآگ ث اؼتف - ثؼع اؾ نکكت هیل آؾهى اقت

ک هؼوال ثؽ زكت ژی خػة نع ظؼ نکكت کن هی نظ اؽژی خػة نع ظؼ نکكت ؽا

هی ژل تیر ظاظ هی نظ هكتمیوب اؾ ؼی يفس هعؼج ظقتگب آؾهى ؽث ضاع

ظؼ اؼپب هبى ظاظ هی نظ Cvاؽژی الؾم ثؽای نکكت و نبؼپی اغلت اة نظ .

ثیبى هی یک وث يؼت اؽژی خػة نع ظؼ قطر همطغ ؽث غبلجب تبیح آؾهى

ظؼ آؾهى نبؼپی همعاؼی ث ایي هطلت ک اؽژی نکكت اعاؾ گیؽی نع نظ تخ

ظؼ هؼبظالت ؽازی ثکبؼ ؼظ اؾاویت ؾیبظی ثؽضؼظاؼ هكتمیوب كجی اقت وی تاى

اقت.

ثظى تؼییي ؼنت ای ظیگؽ ک ظؼ ثؽؼقی نکكت ظؼ آؾهى نبؼپی ثعقت هی آیع تید

ؽ ظ نکكت ظا ای ثظى آى ) نکكت ؼش ثؽگی( یب هطل ( نکكت ثؽنی نکكت )

قبظگی زتی ثعى ثؿؼگوبیی لبثل تهطیى اع نکكت ث هطتلف اقت ایي زبلت بی

ظبؽ ثؽالی ظاؼظ ظؼ يؼتی ک قطر نکكت ؼش ثؽگی ثبؾتبثیعگی ؾیبظ قطر يبف

کعؼ اقت هؼوال ظؼيع نکكتظاؼای ظبؽی نکكت ؼنت ای ؽم خبغة ؼگظ نع

ؼش ثؽگی یب ؼنت ای تطویي ؾظ هی نظ

اؾ ظهب ادبم نیبؼ ظاؼ گبهی هؼی پیعا هی کع ک ظؼ گكتؽ ای هیل ی آؾهى ؽث ثب

ع هسی بی نکل ؾیؽ ؽهی ث تؽظی ؼش هی ظع تؼییي نظنظ تب ظهبیی ک ظؼآى گػاؼ

ی ظع تخ کیع ک اؽژی خػة نع ثب کن نعى ظهب کن هی نظ لی ث ظقت آهع ؼا هبى ه

ؼش وی ظع ظؼ تید تؼییي اؽژی ظؼ ظهبی ضیلی ههطی ظؼ ثیهتؽ هاؼظ کبم خػة

6

ظلیك ظهبی گػؼا ههکل اقت ظؼ اتطبة هبظ اؾ ظیعگب چغؽهگی نیبؼ یب توبیل ث نکكت

اقت نکل ؾیؽ هبى هی ظع ک چگ اتکب ظؼ همبهت ظؼ تؽظ ظهبی گػؼا ػبهل هوی

ظؼ ظهبی اتبق چغؽهگی نیبؼ Aثؽاثؽ ؽث ظؼ فم یک ظهب هی تاع ثبػث ضطب نظ فالظ

ثیهتؽ اقت هبظ ای ک Bثیهتؽی هبى هی ظع لی ظهبی گػؼای آى اؾ ظهب ی گػؼا فالظ

ظاؼظ . اؼخؼیت ظاؼای کوتؽیي ظهبی گػؼا اقت

نیبؼظاؼ ظؼ هؼؽ پؽاکعگی ؾیبظی ث یژ ظؼ بزی ی ظهبی هیل آؾهى بی ؽث ثب

ضاو فالظ ثؽضی بنی گػؼا لؽاؼ ظاؼع . ثیهتؽ ایي پؽاکعگی ث ػلت تغییؽ هؼی

ظؼ اؾ ههکالت تلیع نیبؼبی ههبث اقت. نکل ػوك نیبؼ وبع اقتمؽاؼ يسیر و

ظقتگب ؽث اؾ تغییؽ بی ثكیبؼ هن كتع.

ایي اقت ک آؾهى كجتب قبظ ای اقت ک ظؼ Vهؿیت ايلی آؾهى ؽث نبؼپی ثب نیبؼ

ؾهى ب ث قبظگی ظؼ كجتب اؼؾاى اقتفبظ هی نظ . آ و ی آؾهى کچک آى اؾ یک

وچیي ؽازی و آؾهى ثل اخؽا كتعظهببی پبییي تؽ اؾ ظهبی هسی لبگكتؽ ای اؾ

اقتسکبهی چى فالظ بی قبؾ ای ثؽای اعاؾ گیؽی اضتالف چغؽهگی نیبؼ ظؼ هاظ کن

یی ثؽ چغؽهگی . ایي آؾهى ثؽای همبیك اثؽ ع آلیبژ ػولیبت گؽهب ثكیبؼ هبقت اقت

ؼ اتطبة هاظ اقتفبظ هی کع.غبلجب اؾ آى ثؽای کتؽل کفیت ث هظنیبؼثکبؼهی ؼظ

اقتفبظ اؾ تبیح آؾهى نبؼپی ظؼ ؽازی قطت اقت. چى یچ ههکل ػوع ایي اقت ک

لطؼبت ظؼ ث ػولکؽظ Cvظاظى ظاظ بی عاؼظ ؼث تم خظ هیؿاى زكتثؽ کویتی

7

ؼیؿ اعاؾ ی تؽکگبم کبؼ ههکل اقت . وچیي یچ ؼاثط ای ثیي ظاظ بی نبؼپی ثب

خظ عاؼظ. ػال ثؽ ایي خظ پؽاکعگی ؾیبظ ک ظؼ ایي آؾهى غاتی اقت هی تاع )ه(

تؼییي هسی بی ههطى ظهبی گػاؼ ؼا ههکل کع.

: آؾهى نبؼپی ثب ظقتگب هدؿ ث اقجبة اعاؾ گیؽی

خػة نع ظؼ زیي نکكت و ظؼ آؾهى نبؼپی هؼولی اؽژی کل

گیؽی اقجبة اعاؾ ث ؽثاعاؾ گیؽی هی نظ . ظؼ يؼتی ک ظقتگب آؾهى

االػبت کع ؾهبى و ؼا زیي آؾهى تی –ثیهی ی ثبؼ هطيی هدؿ نظ تب

آؾهى نبؼپی ؼا ثؽایثبؼ –هسی ایع آل نع ؾهبى ثیهتؽی ثعقت ضاع آهع. نکل ؾیؽ

پیهی الؾم اقت . ثب ایي ع ج هبى هی ظع ثب ظقتگب هدؿ ث اقجبة اعاؾ گیؽی

ک اؽژی بی الؾم ثؽای نؽع انبػ ی نکكت تؼییي نع .

آؾهى ثبثت فؽ نظ ضاین ظانت:گی ک ؽث اؼظ هی کع ظؼقؽاقؽقؽػت آاگؽ

E'= v0 p dt

ثؽاثؽ ثب ؾهبى هی ثبنع ثب ایي زبل tثبؼ لسظ ای ثؽاثؽ pثؽاثؽ قؽػت الی آگ v0ک

هتبقت ثب ثبؼ اؼظ ثؽ و کن هی vیكت ؾیؽا هؼتجؽ vفؽ ثبثت ثظى قؽػت آگ

نظ هؼوال فؽ هی نظ ک :

8

Et = E' (1- )

Et اؽژی کل نکكت = =E'/4E0 کE0 اؽژی الی آگ اقت

آؾهبیم ادبم ؼل : ثب پیچبعى اؽم پبعل ؼا ث ثبالتؽیي مط هوکي هی ؼقبین

ؼب کع آؽا هبؼ هی کین هطوئي هی نین ک اؽم ظؼ هسل ضظ لؽاؼ گؽفت اقت

ظؼ هسل هؽث لؽاؼ هی ظین قپف ؾای الی چکم ؼا هی ضاین اؽم ؼب لطؼ ؼا

کع ؼا هی چؽضبین تب پبعل آؾاظ نظ هیؿاى اسؽاف ػمؽث ظقتگب ؼایبظظانت هی کین

لطؼ ادبم هی ظین کؽظى ايطکبک هؽازل فق ؼا یکجبؼ ظیگؽ هتب ثعى پیعا ثؽای

. فی ؼا پیعا هی کینهیؿاى اؽژی اتال

:ؼل هسبقجبت

E0=- m2gL/2 – m1g(L+R)

E1= m2gL/2 sin1 + m1g(L+R)sin1

E1= E1 - E0

E2= m2gL/2 sin2 + m1g(L+R)sin2

E2= E2 - E0 Etotal= E2 - E1 Etotal= E2 - E1

Etotal= m2gL/2 (sin1 - sin2) + m1g(L+R)(sin1 - sin2)

Etotal= Efriction + EImpact

9

و لجل اؾ نکكت نعى:

و ثؼع اؾ نکكت نعى:

Mass of Shoft = 5.150 kg Mass of Disk = 14.350 kg

L = 0.525 m R = 0.17 m

by computer:

first Angle = 147.88 Second Angle = 130.54

first Energy = 205.20 j Second Energy = 183.31 j

friction Energy = 8.5 j Impact Energy = 13.39 j

manual:

first Angle = 150.5 Second Angle = 131.0

01

Etotal= m2gL/2 (sin1 - sin2) + m1g(L+R)(sin1 - sin2)

Etotal = 23.79 j friction Energy = 2.3 j

Impact Energy = 21.49 j

: پبقص ث قاالت

ؽیت تؽاکن :.6

Kc = E/A=13.39/1=13.39 j/A Km = E/A=21.49/1 = 21.49 j/A

.گؿاؼل کبؼ نت نع اقت 9. اثجبت فؽهل ظؼ کالـ ادبم نع ظؼ يفس 2

تید گیؽی: ی ک آؾهبیم ؽث قطتی ث هب کوک هی کع ک ظیگؽ هؽتکت انتجببت لجل

ظؼاتطبة خف لطؼ ظؼ خگ خبی ظم ظؼ قبضت کهتی ب تبکؽب اتفبق افتبظ هین

اؾ نکكت تؽظ لطؼ خلگیؽی کین. ع خنکبؼی آى ػولکؽظ يسیسی ظانت ثبنین

اضتالف چعای ثیي کبهپیتؽ ظقتگب ظیع وی نظ اضتالف ظؼ هسبقجبت هدوع اؽژی

بنی اضتالف هسبقج ايطکبک هی ثبنع.هسبقج نع ثؽای نکكت ؾیبظ اؽژی