Практична робота № 1

Тема: Визначення модуля пружності (модуля Юнга) гуми

Мета роботи: експериментально перевірити закон Гука і визна­чити модуль пружності гуми.

Обладнання: гумовий джгут завдовжки 20...30 см; набір важків по100 г; вимірна лінійка; штатив універсальний з муфтою і лапкою; штангенциркуль.

Хід роботи. Результати одразу заносьте до таблиці

1. Виміряйте ширину a і товщину b поперечного перерізу джгута

2. Обчисліть площу поперечного перерізу формулою S = 2·a·b

3. Підвісьте один тягарець і виміряйте за допомогою лінійки його початкову довжину від нижнього краю лапки штатива до місця кріплення тягарця.

4. Підвісьте ще один тягарець, виміряйте довжину гумової смужки при деформації.

5. Розрахуйте абсолютне видовження: . Визначте відносне видовження .

6. Визначте силу тяжіння де g = 9.8 . Визначте механічну напругу

7. Повторіть п.5-6 для 2-х, 3-х, 4-х тягарців:

8. За одержаними даними побудуйте на міліметровому папері графік залеж­ності механічної напруги від відносного видовження

9. Виділіть на графіку прямолінійну ділянку і в її межах обчисліть середнє значення модуля пружності за формулою

   №	К-сть тягар-ців	Загальна маса	Сила тяжіння	Площа Попереч-ного перерізу	Абсолютне видовження (деформація)	Відносне видов-ження	Механічна напруга	Модуль Юнга
   	N	m, кг	Fт ,Н	S, м2	, м	,безрозм.
   1					---------------	--------------	---------------
   2
   3
   4

10. Проаналізуйте експеримент і його результати. Сформулюйте висновок, у якому зазначте, які фізичні величини, ви визначали.

Теоретичні відомості:

Механічна напруга , що виникає в зразку внаслідок його пружної де­формації, визначається законом Гука.

Закон Гука: , Е - модуль пружності (модуль Юнга), — відносне подовження. У цій роботі пропонується експериментально перевірити справедливість наведеної формули.

Д ля цього спочатку визначають механічну напругу, що виникає в джгуті при його різних відносних подовженнях, а потім будують графік залежності . За допомогою цього графіка визначають модуль Юнга гуми.

Механічну напругу обчислюють за формулою ,

F – Сила під дією якої деформується джгут.

В ідносне видовження обчислюють за формулою

- абсолютне видовження.

l₀ — по­чаткова довжина зразка,

l — довжина зразка під на­вантаженням.

S — площа поперечного перерізу зразка S = 2·a·b, де 2-кількість джгутів.

Дослідження пружних властивостей тіл виконують за допомогою установки, що являє собою штатив із муфтою, у якій закріпле­но стрижень. На стрижні підвішений гумовий шнур із петлею.

У цьому експерименті вимірювання подовження виконують на виділе­ній ділянці джгута, обмеживши її двома позначками. Відстань між познач­ками вимірюють лінійкою з міліметровими поділками, а діаметр попереч­ного перерізу шнура — штангенциркулем або мікрометром або лінійкою