3

Содержание

Введение ………………………………………………………………..…4

Лабораторная работа № 1. Измерение модуля упругости

резины ……………………………………….5

Лабораторная работа № 2 Определение коэффициента

поверхностного натяжения жидкости

по методу отрыва кольца ……………………8

Лабораторная работа № 3 Определение коэффициента внутреннего

трения жидкости методом

падающего шарика (метод Стокса)……….12

Лабораторная работа № 4 Изучение явления внутреннего

трения в газах………………………………..15

Лабораторная работа № 5 Определение относительной влажности

воздуха с помощью психрометра……...….. 18

Лабораторная работа № 6 Определение диэлектрической

проницаемости и тангенса угла

диэлектрических потерь полимерных

диэлектриков………………………………...20

Лабораторная работа № 7 Определение белизны текстильных

материалов………………………………….25

Библиографический список………………………………...….28

Введение

Практикум по курсу ''Физика материалов легкой промышленности'' включает в себя работы по изучению различных свойств полимеров механических 1, реологических 3,4, диэлектрических 6, оптических 7, гигроскопических 5.

А также в лабораторный практикум включена работа по изучению поверхностных явлений, происходящих в жидкостях, например, клеях.

В начале каждой лабораторной работы сформулирована цель данного задания, перечислены материалы и оборудование. Далее идет краткая теория, знакомящая студента с основами курса и позволяющая рассчитать определяемые величины, описание экспериментальных установок, методика и порядок выполнения работы и обработки экспериментальных данных. В конце описания каждой работы приводятся контрольные вопросы, позволяющие студенту провести самооценку своих знаний по данной теме.

Лабораторная работа № 1 измерение модуля упругости резины

Оборудование: лабораторная установка.

1. Краткая теория

Под действием сил, приложенных к твёрдому телу, его форма меняется, т.е. происходит его деформация. При небольших упругих деформациях выполняется закон Гука:

 =  , (1.1)

где  - напряжение,

 - модуль Юнга,

 - относительное удлинение.

Р ассмотрим определение величин напряжения и относительного удлинения. Если к стержню, один конец которого закреплён, приложить силу, направленную вдоль оси (рис.1.1), то стержень удлиняется от первоначального значения lo до конечного l. Абсолютным удлинением называется величина

l= l- lo (1.2)

Относительным удлинением называется

отношение

. (1.3)

Напряжением называется сила, приходящаяся на единицу площади:

, (1.4)

где F – сила,

S – площадь поперечного сечения стержня.

Из закона Гука следует физический смысл модуля Юнга, который численно равен напряжению, при котором длина стержня увеличивается в два раза.

Закон Гука выполняется для упругих деформаций – таких, которые полностью исчезают после прекращения действия силы. Различные материалы обнаруживают упругие свойства при разных относительных удлинениях: до 1% для металлов и до десятков и сотен процентов для полимеров. Модуль Юнга также имеет разные значения: для стали – 2,1  10 ¹¹ Па, для стеклообразных полимеров – 1  10 ГПа, для каучукообразных полимеров – 1  10 МПа.

Один и тот же полимер в зависимости от условий испытаний (величины, скорости приложения нагрузки, температуры) может проявлять различные механические свойства. При низких температурах и высоких частотах воздействия, полимер может быть стеклообразным материалом. При деформациях менее 5 % он будет разрушаться или переходить в пластическое состояние. При высоких температурах или низких частотах тот же полимер может быть каучукообразным материалом и может иметь большое удлинение (около 100 %) без остаточной деформации. Остаточная деформация – это деформация, которая не исчезает после прекращения действия нагрузки. При ещё больших температурах и действии силы создаются необратимые деформации, т.е. полимер ведёт себя как высоковязкая жидкость.

Таким образом, модуль Юнга является характеристикой механических свойств полимеров, рассчитать которую можно по закону Гука (1.1):

(1.4)

Подставляя значения  и E из формул (1.5) и (1.3), получим

. (1.5)

Учитывая, что поперечное сечение резиновой ленты имеет форму прямоугольника с размерами а и b и площадью S = a  b, найдём модуль Юнга по формуле:

. (1.6)