Порядок проведения работы
Подключить электронный блок к установке. Подключаем фотодатчик к блоку при помощи кабеля.
Подготовить электронный блок к работе:
Произвести подключение к сети выключателем на задней панели.
На правом индикаторе высветится код установки.
Для начала проведения опыта нажать кнопку «Пуск».
Окончание опыта производится кнопкой «Стоп» или по срабатыванию фотодатчика установки.
5.1. Определение модуля Юнга методом изгиба
Теоретическое значение модуля Юнга Ет для каждого материала исследуемых пластин:
- бронза 8,2416 х 1012 Па (Н/м2),
- сталь пружинная 21,318 х 1012 Па (Н/м2).
1. Установить одну из исследуемых пластин на призматические опоры 12.
2. Установить часовой индикатор таким образом, чтобы его наконечник коснулся пластины.
3. Повесить скобу устройства 8 посередине пластины.
4. Повесить на скобу груз массой m1 = 0.05 кг.
5. По шкале индикатора определить стрелу прогиба пластина y1.
6. Снять груз. Повесить на скобу груз массой m2 = 0.15 кг.
7. По шкале индикатора определить стрелу прогиба пластина y2.
8. Определить модуль Юнга по формуле (4),
где L = 0,114 м – расстояние между призмами;
a = 0,012 м – ширина сечения пластины;
b = 0,0008 м – толщина пластины;
y – стрела прогиба
P
–
нагрузка,
вызывающая
прогиб пластины, Н, определяется по
формуле
.
Значение стрелы
прогиба y
определить по формуле
.
9. Определить относительную погрешность по формуле
10. Проделать данный опыт, уменьшая m2 на 0.01 кг, пока m2 не станет равной 0.06 кг
11. Занести данные в таблицу 1.
Таблица 1
№опыта |
Образец пластины 1 |
|||||||
m1, кг |
y1, м |
m2, кг |
y2, м |
у, м*10-4 |
P, Н |
E, 109 * Н/м2 |
Eср, Н/м2*109
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5.2. Определение модуля сдвига с помощью пружинного маятника
Теоретическое значение модуля сдвига Gт:
- бронза 3,0294 х 1012 Па (Н/м2),
- сталь пружинная 8,2824 х 1012 Па (Н/м2).
Параметры пружин: диаметр проволоки – 0,8 и 1,0 мм, диаметр пружин 20,0 мм, число витков 28.
1. Повесим одну из исследуемых пружин на кронштейн 4.
2. Повесим на пружину наборный груз 7.
3. Кронштейн 4 с вертикально подвешенной пружиной закрепим на вертикальной стойке таким образом, чтобы наборный груз, подвешенный к пружине, своей нижней плоскостью совпадал с оптической осью фотодатчика, закрепленного в нижней части стойки (оптическая ось фотодатчика совпадает с рисками на фотодатчике).
4. Поднимем груз немного вверх и отпустим. При этом груз начинает совершать колебательные движения на пружине.
5. Нажимаем на кнопку “ПУСК”, определяем значение времени 20 колебаний груза по таймеру (нажимаем кнопку “СТОП”).
6. Определяем период колебаний груза Т по формуле:
,
где t – время колебаний, с;
n – число колебаний.
7. Определяем модуль сдвига по формуле (5).
8. Определяем относительную погрешность по формуле:
9. Повторяем опыт с различными грузами и пружинами.
10. Занести данные в таблицу 2.
Таблица 2
№опыта |
Пружина |
|||||
m, кг |
t, с |
n |
T, с-1 |
Gэ*109 |
Gср*1012 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
