Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
100
Добавлен:
19.02.2016
Размер:
159.23 Кб
Скачать

Міністерство освіти та науки України

Житомирський інженерно-технологічний інститут

Кафедра фізики
група АК-21

Лабораторна робота №5

ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ДЕФОРМАЦІЇ РОЗТЯГУ СТЕРЖНЯ ВІД ПРИКЛАДЕНОЇ СИЛИ (ПЕРЕВІРКА ЗАКОНУ ГУКА)

Виконав : Морозов Андрій Васильович

Перевірив : Рудницький Валентин Анатолійович

м. Житомир

2003 рік

Мета роботи : навчитись визначати модуль Юнга.

Прилади і обладнання: установка для вимірювання видовження дротини при її навантаженні, набір тягарів, мікрометр, лінійка.

Теоретичні відомості та опис установки

Якщо до тіла прикласти взаємно зрівноважені сили, то тіло деформується. Деформацію називають пружною, якщо після зняття сил відновлюються початкова форма і розміри тіла. При розтягу (стиску) однорідного стержня його видовження (скорочення) , у межах пружності прямо пропорційне прикладеній силі F , початковій довжині L і обернено пропорційне площі поперечного перерізу:

(1)

де - коефіцієнт пружності, який залежить тільки від матеріалу стержня. Цю закономірність установив Гук і її називають законом Гука.

Величина Е в (1) використовується як кількісна характеристика пружних властивостей матеріалу і називається модулем Юнга.

У даній роботі треба експериментальне дослідити деформацію розглянутої стальної дротини, перевірити виконання закону Гука і визначити модуль Юнга матеріалу дротини.

Вимірювальна установка складається з дротини L, індикатора видовження, тягарів відомої маси. Модуль Юнга Е для дротини круглого перерізу діаметром d дорівнює:

(2)

де – розтягуюча сила, викликана одним тягарем; – середнє значення видовження під дією сили F0 .

Порядок виконання роботи

1. Виміряти довжину і діаметр дротини кілька разів, результати занести в графи 2, 3 табл.

№ п/п

L,

м

d,

мм

Сила розтягу (стиску), Н

Видовження мм, при

,

мм

,

мм

навантаженні

розвантаженні

навантаженні

розвантаженні

навантаженні

розвантаженні

12

1

1,69

0,30

4,9

0,52

0,00

0,53

0,00

0,53

0,00

0,53

0,53

2

9,8

1,06

0,54

1,06

0,54

1,05

0,54

1,06

0,53

3

14,7

1,57

1,04

1,56

1,05

1,56

1,04

1,56

0,50

4

19,6

2,11

1,56

2,12

1,60

2,11

1,58

2,11

0,55

5

24,5

2,65

2,11

2,68

2,14

2,66

2,14

2,66

0,55

0,53

2. Установити індикатор на нуль при не навантаженій дротині.

3. Послідовно навантажувати дротину тягарями однакової маси (тягарі кладуть на шальку без удару) і записувати значення видовження дротини за індикатором. Потім дротину розвантажити в зворотному порядку. Покази індикатора записати в графи 5-6. Експеримент повторити ще два рази і заповнити графи 7-10.

4. Для кожного навантаження знайти середнє значення видовження дротини і заповнити графу 11.

5. Побудувати графік залежності видовження дротини від розтягуючої сили (згідно з даними граф 4 та 11).

6. За формою графіка зробити висновок про виконання (чи порушення) закону Гука.

7. За даними графи 11 визначити середнє значення розтягу дротини під дією одного тягаря F0 , за формулою (2) - модуль Юнга матеріалу дротини і порівняти його з табличним значенням для сталі.

8. Знайти похибки вимірювання і знайденого значення модуля Юнга.

Остаточний результат записати у вигляді:

Результат :

Висновок : для більш точного визначення модуля Юнга, кілька разів проводили заміри, використовуючи установку для вимірювання видовження дротини при її навантаженні, набір тягарів, мікрометр, лінійку. Але, враховуючи неточність застосовуваних приладів, які мають свою досить велику похибку, ми отримали в результаті порушення закону Гука. Це наочно видно з будованого за дослідними даними графіка.

Задача 4.45. Дротина довжиною l=2м і діаметром d=1 мм натягнута практично горизонтально. Коли до середини дротини підвісили вантаж масою m=1 кг дротина розтягнулася на стільки, що точка підвісу опустилася на h=4 см. Визначити модуль Юнга.

l = 2 м

d = 1 мм = 0,001 м

m = 1кг

h = 4 см = 0,04 м

E - ?

1

A

B

O

C