Laboratornye / Механика_PDF / Лабораторна робота 09

9.1. Теорія методу та опис приладів

Для товстих зразків модуль Юнга можна визначити, користуючись деформацією прогину. Якщо ми маємо прямокутну штабу (рис. 9.1) шириною b і товщиною d, яка закріплена двома кінцями на двох опорах, то величина модуля Юнга Е визначається з такого співвідношення:

FL3 E k bd 3 s ,

де F — сила, діюча на штабу; L — віддаль між опорами, на яких лежить штаба; s — стріла прогину; k — коефіцієнт, що

залежить від способу закріплення штаби.

Коли один кінець її закріплений нерухомо, а інший вільний, то k = 4.

При вільному розміщенні штаби на двох опорах k 14 , якщо обидва

кінці закріплені нерухомо — k 161 .

Модуль Юнга визначає собою силу, розраховану на одиницю площі поперечного

перерізу зразка, яка змінює його довжину вдвоє. Вимірюється модуль Юнга в системі СІ в Н/м2.

Література

1. Гершензон Е.М., Малов Н.М. Курс общей физики. Механика. — М.: Просвещение, 1987. —С. 171 - 178.

2.Архангельский М.М. Курс общей физики. Механика. — М.: Просвещение,

1975. — С. 224 - 234.

3.Фізичний практикум / Під ред. В.П. Дущенка. — К: Вища школа, 1981.—

Ч.І. —С. 101 - 104.

9.2. Практичне виконання роботи Прилади, обладнання

Завдання для виконання роботи

Визначити модуль Юнга для залізної, алюмінієвої і мідної штаб.

Опис приладу

Установка (рис. 9.2) складається з двох опор 2, 9, закріплених на спільній основі 1. Зверху на цих опорах укріплені стальні накладки, що закінчуються гострими

краями у вигляді призм із спеціальними затискачами 3, 8. На ці призми і кладуть досліджувані штаби 4. При необхідності кінці штаб можуть бути закріплені за допомогою затискачів 3, 8. Для здійснення деформації прогину стрижень навантажують за допомогою тягарів, що ставляться на шальку 6, яка гострим кінцем натискає на середину досліджуваної штаби. Знизу на цю частину штаби спирається кінець мікрометра-індикатора годинникового типу 7, за допомогою якого визначають стрілу прогину.

Вимірювання та обробка результатів

1.Встановити гострі кінці шальки та мікрометра-індикатора на середині віддалі між гострими кінцями призм, на яких лежить досліджувана штаба.

2.Масштабною лінійкою виміряти довжину L штаби між точками опори з точністю до 1 мм.

3.Штангенциркулем виміряти в кількох місцях ширину b і товщину d досліджуваної штаби.

4.Покласти на шальку тягар і зробити відлік стріли прогину s по індикатору.

5.Виміри стріли прогину повторити тричі, взявши різні тягарі.

6.Обчислити модуль Юнга та похибки вимірювань. Дані записати в таблицю, складену самостійно.

Тестові завдання та контрольні запитання для визначення ступеня готовності до виконання роботи та її захисту

1.Що таке деформація тіла?

2.Що називається абсолютною, відносною деформацією?

3.Проаналізувати деформацію згину стержня прямокутного перерізу.

4.Записати формулу стріли прогину стержня прямокутного перерізу.

5.Сформулювати закон Гука та записати його.

6.Що називається модулем Юнга? Його фізичний зміст.

7.Чим визначається величина модуля Юнга?

8.Що називається границею міцності, пружності?

9.Як впливають дефекти структури на пружні властивості кристалічних тіл?

10.Пояснити деформацію прогину з точки зору кристалічної будови твердого

тіла?