Лабораторная работа № 2 определение модуля упругости юнга

Цель работы: изучение деформации растяжения.

Приборы и принадлежности: натянутая вертикально проволока длиной 2,73 м, индикатор, набор грузов, микрометр. .

Теоретические сведения

Любое тело под действием сил, которые уравновешены относительно его центра масс, испытывает деформацию, т.е. изменяет свои размеры и форму. Существует несколько видов деформации: всестороннее и продольное сжатие и растяжение, сдвиг, кручение, поперечный и продольный изгибы.

Величина деформации определяется как свойствами тела, так и действующим напряжением, т.е. силой, приложенной к единице площади поперечного сечения тела:

 =

Если после снятия напряжения тело полностью восстанавливает свои размеры и форму – деформация упругая, в противном случае – пластичная. Упругость тела характеризует связь между деформацией и приложенным напряжением.

Рассмотрим деформацию продольного растяжения. Пусть длина тела равна l, площадь поперечного сечения S, к телу приложена сила F . Для упругой деформации справедлив закон Гука:

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ПРЯМО ПРОПОРЦИОНАЛЬНА НАПРЯЖЕНИЮ: 

Для продольной деформации закон принимает следующий вид:

= .

где Е – модуль Юнга, -абсолютное удлинение, - относительное удлинение:

ОТНОСИТЕЛЬНОЕ УДЛИНЕНИЕ ПРЯМО ПРОПОРЦИОНАЛЬНО НАПРЯЖЕНИЮ.

Модуль Юнга Е можно рассчитать по формуле

Е =

Физический смысл модуля Юнга: модуль Юнга численно равен напряжению, необходимому для удлинения тела вдвое.

Таким образом, для определения модуля Юнга нужно знать первоначальную длину тела l, его поперечное сечение S, измерить удлинение , вызванное растягивающей силой F.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. С помощью микрометра измерьте диаметр проволоки. Вычислите площадь поперечного сечения по формуле: S = ²/ 4.

Установите стрелку индикатора на нуль. Определите цену деления индикатора. Подвесьте к проволоке растягивающий груз, определите по индикатору удлинение проволоки. Опыт повторите три раза.
Каждый раз, снимая приложенную нагрузку, проверьте, вернулась ли стрелка индикатора в прежнее положение, т.е. установите, была ли деформация упругой.
Опыты проделайте при силах 2, 4, 6 кгс .
Результаты опытов занесите в таблицу. Произведите необходимые расчеты, запишите ответ.

Отчетная таблица