Работа 1. 2а определение модуля Юнга

ПО РАСТЯЖЕНИЮ ПРОВОЛОКИ

 

Цель paботы: исследование малого упругого продольного растяжения проволоки и определение модуля Юнга материала проволоки.

 

Описание лабораторной установки

 

Рисунок 1.5 – Схема экспериментальной установки

 

В экспериментальной установке, изображенной на рисунке 1.5. металлическая проволока 2 одним концом неподвижно укреплена в верхнем кронштейне 1 прибора. Нижний конец закреплен в оправе 3, в середине которой имеется матовое стекло. На стекло нанесена горизонтальная черта. Эту черту и ее перемещение рассматривают в зрительную трубу 4, которая имеет вертикальную шкалу. Нижний конец проволоки нагружен постоянным грузом 5 для натяжения проволоки.

Методика определения модуля Юнга по растяжению проволоки

1. Осторожно и медленно фокусируя зрительную трубу, добиться отчетливого изображения горизонтальной черты на шкале.

2. Записать в таблицу 1.2 число делений n ₀, соответствующее начальному положению горизонтальной черты без нагрузки.

3. Нагрузить проволоку последовательно грузом весом в 1,96 Н; 4,9 Н; 9,8Н и произвести отчеты положения n горизонтальной черты на шкале соответственно.

4. Вычислить удлинение проволоки по формуле:

 

,                    (1.15)

 

 где   k – цена деления шкалы (k = 1,35 10^–5 м).

5. Вычислить площадь поперечного сечения проволоки по формуле:

,                              (1.16)

где   d – диаметр проволоки (d =0,7мм ).

6. Произвести вычисление модуля Юнга для нагрузок 1,96Н; 4,9 Н; 9,8Н по рабочей формуле:

                                   (1.17)

где   L – длина проволоки (L = 1,61 м).

Таблица 1.2 – Результаты измерений и вычислений

P, Н	n 0, дел	n, дел.	Δℓ, м	S, м^2	L, м	E, Па	E ср, Па	Δ E, Па	δE, %
1,96	37	39
4,9		42
9,8		46

 

7. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 1.2

8. Вычислить относительную погрешность по формуле (1.18). Для всех трех измерений она почти одинакова. Рекомендуется брать погрешность, соответствующую первому измерению,  как максимальную.

 

.                           (1.18)

 

Значения абсолютных погрешностей: Δ P = 0,005Н,   Δ L = 0,0005м,   Δπ = 0,0005 (при p = 3,142),   Δ d = 0,0001м.

9. Зная относительную погрешность, вычислить абсолютную погрешность:

Δ Е= Е_ср·δЕ                                       (1.19)

 

10. Записать окончательный результат в виде:      

 

E =(E _ср ± Δ E) Па, при δ E = …%.

Контрольные вопросы

1. Что такое деформация?

2. Какая деформация тела называется упругой?

3. Что называется нормальным напряжением и в каких единицах оно измеряется в СИ?

4. Что такое относительное удлинение?

5. Сформулируйте и поясните закон Гука.

6. Объясните физический смысл модуля Юнга.

7. От чего зависит и в каких единицах измеряется модуль Юнга?

8. Какая деформация тела называется пластической?

9. Какие бывают виды деформации?

10.  Дайте определение предела упругости.

11.  Изложите порядок выполнения работы и запишите рабочую формулу.