9. Самостоятельная работа.

Решите задачи

[2] № 6.18, 6.19,6.26.

[5] № 756, 759, 762.

Лабораторная работа № 5 Определение модуля Юнга

1. Литература:

[1] §11.4-11.8.

[3] Гл. V §16, 17

Конспект лекций

2. Цель работы

Научиться определять модуль Юнга материала.

3. Приборы и принадлежности

1. Резиновая лента с петелькой на одном конце и узлом на другом

2. Динамометр (или два лабораторных набора грузов)

3. Штатив

4. Линейка с миллиметровыми делениями

5. Штангенциркуль.

4. Теоретическое введение

Модуль Юнга характеризует упругие свойства материала. Это постоянная величина, зависящая только от материала, его физического состояния. Поскольку модуль Юнга входит в закон Гука, который справедлив только для упругих деформаций, то и модуль Юнга характеризует свойства вещества только при упругих деформациях.

5. Описание установки и методы измерений

Рис. 5.1 Штатив с резиновой лентой:

а) с грузами; б) резиновая лента в начале эксперимента; в) резиновая лента в конце эксперимента

Модуль Юнга вычисляют по формуле: , полученной из закона Гука. Здесь Е-модуль Юнга; F-сила упругости. Возникающая в растянутом шнуре и равная весу прикрепленных к шнуру грузов; S-площадь поперечного сечения деформированного шнура; -расстояние между метками А и В на нерастянутом шнуре; l-расстояние между этими же метками на растянутом шнуре.

Так как для деформации стержней, изготовленных из большинства материалов, необходимы сравнительно большие усилия, то в данной лабораторной работе надо определить модуль Юнга резины

6. Порядок выполнения работы

1. Измерьте ширину а и толщину d ленты с помощью штангенциркуля и вычислите площадь ее поперечного сечения.

2. Укрепите конец ленты с узлом в лапке штатива и вставив в петельку крючок динамометра (или груза) потяните за динамометр (или груз) так, чтобы растянуть ленту на 1-2 см.

3. Снимите нагрузку и измерьте ее начальную длину (от точки закрепления до петельки).

4. Растяните ленту на 2-3см и измерьте деформирующую силу.

5. Повторите опыт при удлинениях 4 и 6 см.

6. По результатам каждого из опытов вычислите модуль Юнга.

7. Найдите среднее значение модуля Юнга по трем измерениям.

8. Оцените точность проведенных измерений.

9. Объясните, с какой целью надо было провести операцию, описанную в п.2

7. Обработка результатов измерений

1. Площадь поперечного сечения выражается по формуле:

2. Определить модуль Юнга для каждого опыта по формуле: и среднее значение .

3. Вычислить абсолютную погрешность по формуле:

и относительную погрешность

Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 5.1:

Таблица 5.1

№ п/п	m, кг	F, Н	, м	l, м	Δl, м	S, м2	E, Па	, Па	ΔЕ, Па	β, %
1.
2.
3.

Оформить отчет и сделать вывод о проделанной работе.