Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ФИЗИКА механика (все лабы).doc
Скачиваний:
119
Добавлен:
21.05.2015
Размер:
1.41 Mб
Скачать

Порядок выполнения работы

В данной работе определяются размеры цилиндра при помощи штангенциркуля. Вычисляется объём цилиндра, а также плотность вещества цилиндра.

Определяется диаметр проволоки при помощи микрометра и вычисляется площадь поперечного сечения проволоки.

  1. Штангенциркулем измеряются внешний диаметр , внутренний диаметр, высотаh цилиндра. Полученные данные записываются в таблицу 1.

  2. Если масса цилиндра на нём не указана, то взвешиванием определяют его массу с точностью до 100 мг.

  3. По формуле вычисляют объём цилиндра.

  4. По формуле вычисляют плотность материала цилиндра.

  5. Микрометром не менее чем в 10 местах определяют диаметр d проволоки (или стержня). Вычисляют средний диаметр. Записывают полученные данные в таблицу 2.

  6. Вычисляют площадь поперечного сечения проволоки. Полученные данные записывают в таблицу.

  7. Вычисляют абсолютную и относительную погрешности при определении диаметра проволоки.

Таблица 1.

d1

d2

h

V

Един. Измер.

кг

мм

мм

мм

м3

Среднее

Таблица 2.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Средн.

d

d

Контрольные вопросы

  1. Что такое нониус? Объясните его устройство.

  2. Что называется точностью нониуса. Напишите расчёт точности нониуса для данного штангенциркуля.

  3. Сформулируйте правило измерения длины штангенциркулем.

  4. Как устроен микрометр?

  5. Чему равен шаг микрометрического винта для данного микрометра?

  6. Как определить диаметр проволоки микрометром?

  7. Как вычислить абсолютную погрешность измерения?

  8. Как вычислить относительную погрешность?

  9. Что такое плотность вещества?

  10. Сколько кубических миллиметров содержится в одном кубическом метре?

Лабораторная работа № 1-02 (12)

ПРОВЕРКА ЗАКОНА ГУКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ЮНГА ПРИ РАСТЯЖЕНИИ

Цель работы: определение модуля Юнга материала проволоки, проверка закона Гука.

Приборы и принадлежности: прибор для определения модуля Юнга, набор грузов, линейка.

Теория работы и описание приборов

Под влиянием внешних сил всякое твердое тело деформируется, т.е. изменяет свою форму. Упругой назы­вается деформация, исчезающая с прекращением действия силы.

По закону Гука величина деформации х пропорциональна действующей силе F:

(1)

где С  постоянная величина для данной упругой деформации данного твердого тела.

Рассмотрим деформацию продольного растяжения.

Представим себе однородный стержень или проволоку длиной L с площадью поперечного сечения S, к концу которой приложена сила F. В результате действия приложенной силы длина стержня или проволоки изменится на величину ∆L – это абсолютная деформация. Величину деформации характеризуют также относительной деформацией стержня: . Для стержня поперечного сечения S под влиянием одной и той же силы относительная деформация  тем меньше, чем толще стержень, т.е. чем больше S.

Отсюда для упругой деформации растяжения получаем, что относительное изменение длины должно быть пропорционально

величине , т.е. силе, отнесенной к единице площади поперечного сечения стержня. Эту величину =назовём напряжением. Тогда окончательно имеем:

(2)

где коэффициент , носящий название коэффициента упругости,

зависит уже только от материала, из которого сделан стержень. В справочной литературе упругость материала характеризуют обратной величиной

, (3)

которую называют модулем продольной упругости, или модулем Юнга.

Вводя в (2) вместо коэффициента  модуль Юнга, получим

(4)

Откуда

(5)

или

(7)

Модуль Юнга характеризует упругие свойства материала при продольных деформациях и численно равен силе, удлиняющей стержень в два раза при его поперечном сечении, равном единице.

Прибор для определения модуля Юнга представляет собой массивную пластину А, на которой крепятся струна В, индикатор удлинения И и рычаг R, создающий растягивающее усилие. Схема прибора показана на рис. 3.

Рычаг имеет отношение плеч =10 или 5 и, таким образом, струну будет растягивать сила, равная 10Р или 5Р, где Р  вес подвешенных на рычаг грузов.

Пружинный индикатор И соприкасается с рычагом в точке С. Цена деления индикатора 0,01 мм. Растяжение струны, создаваемое весом самого рычага, не учитывается и измеряется только дальнейшая деформация струны (рис.3).