Порядок выполнения работы.

1. Наматывая на шкив шнур, поднять груз на высоту .

2. Отпустить груз и секундомером измерить время падения груза с высоты .

3. Определить высоту , на которую поднимается груз после опускания.

4. Измерить штангенциркулем радиус шкива и вычислить момент инерции махового колеса и силу трения в опоре по формулам (12) и (11). Полученные результаты занести в таблицу. Повторить опыты при других значенияхили массыгруза.

№ опыта										Е,%	Е,%

Контрольные вопросы

1. Что называют моментом инерции материальной точки, твердого тела относительно оси вращения? В каких единицах измеряется?

2. Что называется моментом силы относительно оси вращения?

Как записывается основной закон динамики для вращательного движения?

3. Чему равна кинетическая энергия вращающегося тела?

4. Как определить линейное ускорение груза и угловое ускорение колеса?

5. Какой закон положен в основу вывода расчетных формул?

Литература

1. Курс общей физики. Том 1. Савельев И.С.

2. Курс физики. Том 1. Яворской Б.М., Детлаф А.А.

3. Курс общей физики. Шубин И.В.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ЮНГА ПО РАСТЯЖЕНИЮ ПРОВОЛОКИ

Цель работы: практическое изучение закона Гука.

Задача: определить практически модуль Юнга по растяжению стальной

проволоки.

Приборы и принадлежности: 1.Стальная проволока

2.Микроскоп отсчетный "МИР".

3.Микрометр.

4.Грузы.

Краткая теория

Сила характеризует действие одного тела на другое. В результате этого воздействия тело может прийти в движение или деформироваться. Деформацией твердого тела называется изменение взаимного расположения частиц тела, которое приводит к изменению формы и размеров тела и вызывает изменение сил взаимодействия между частицами, т. е. возникновение напряжений. Деформируемыми являются все вещества.

Деформация может быть следствием теплового расширения, воздействия электрических и магнитных полей, а также внешних механических сил.

В твердых телах деформация называется упругой, если она исчезает после снятия нагрузки, и пластической, если она после снятия нагрузки не исчезает.

Внутри деформированного тела возникает противодействующая сила, равная по величине деформирующей силе и называемая силой упругости. Силы упругости обусловлены взаимодействием между частицами (молекулами и атомами) тела и имеют электрическую природу.

Физическая величина, численно равная упругой силе , приходящейся на единицу площадисечение тела, называетсянапряжением:

Английский физик Р. Гук экспериментально установил, что напряжение при упругих деформациях тела прямо пропорционально его относительной деформации:

, (1)

где - модуль Юнга (модуль упругости), величина которого определяется свойствами материала, из которого изготовлено тело. Например,;

; ;.

Относительная деформация равна отношению абсолютной деформации к начальной длине:

(2)

Рассмотрим упругую деформацию одностороннего растяжения проволоки (рис. 1 )

Книжнему концу закрепленной проволоки длиной и площадью поперечного сечения

приложим силу , под действием которой

проволока получит абсолютное удлинение

и в ней возникнет сила упругости.

По закону Гука напряжение , возникшее в

проволоке, прямо пропорционально относительной

деформации:

(1) ,

отсюда модуль Юнга равен:

Рис. 1 Е = (2)

Если положить, что , т.е., то, т.е.модуль Юнга численно равен напряжению, возникающему в упруго деформированном теле, при относительной деформации, равной единице.

Заменив в формуле (2) напряжение и относительное удлинение по формулам и, получим:

(3)

Площадь поперечного сечения проволоки (4), гдедиаметр проволоки.

Подставив выражение (4) в (3) и учитывая, что , получим расчетную формулу для модуля Юнга:

(5)