Визначення модуля пружності юнга

Мета роботи: вивчення деформації розтягування.

Прилади й приналежності: натягнута вертикально дріт довжиною 2,73 м, індикатор, набір вантажів, мікрометр.

Будь-яке тіло під дією сил, які врівноважені щодо його центру мас, відчуває деформацію, тобто змінює свої розміри і форму. Існує кілька видів деформації: всебічне і поздовжнє стиснення і розтягнення, зрушення, крутіння, поперечний і поздовжній вигини.

Величина деформації визначається як властивостями тіла, так і діючим напругою, тобто силою, яка додається до одиниці площі поперечного перерізу тіла:

Якщо після зняття напруги тіло повністю відновлює свої розміри і форму - деформація пружна, в іншому випадку-пластична. Пружність тіла характеризує зв'язок між деформацією і прикладеною напругою.

Розглянемо деформацію поздовжнього розтягування. Нехай довжина тіла дорівнює l, площа поперечного перерізу S, до тіла прикладена сила F. Для пружної деформації справедливий закон Гука:

Відносна ДЕФОРМАЦІЯ ПРЯМО пропорційна напрузі: e = ks

Для поздовжньої деформації закон приймає наступний вигляд:

=.

де Е - модуль Юнга, -абсолютна подовження, - Відносне подовження:

ВІДНОСНЕ ВИДОВЖЕННЯ ПРЯМО пропорційна напрузі.

Модуль Юнга Е можна розрахувати за формулою

Фізичний сенс модуля Юнга: модуль Юнга чисельно дорівнює напрузі, необхідному для подовження тіла вдвічі.

Таким чином, для визначення модуля Юнга потрібно знати первісну довжину тіла l. його поперечний переріз S, виміряти подовження. викликане розтягує силою F.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. За допомогою мікрометра виміряйте діаметр дроту. Обчисліть площу поперечного перерізу за формулою: S = 2/4.

1. Встановіть стрілку індикатора на нуль. Визначте ціну поділки індикатора. Підвісьте до дроту розтягує вантаж, визначте по індикатору подовження дроту. Досвід повторіть три рази.

2. Кожен раз, знімаючи прикладену навантаження, перевірте, чи повернулася стрілка індикатора в попереднє положення, тобто встановіть, чи була деформація пружної.

3. Досліди виконайте при силах 2, 4, 6 кгс.

4. Результати дослідів занесіть в таблицю. Проведіть необхідні розрахунки, запишіть відповідь.