![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Лабораторний практикум
- •Значення коефіцієнтів Стьюдента
- •1. Прямі вимірювання
- •2. Непрямі вимірювання
- •Оформлення звітів з лабораторних робіт
- •Лабораторна робота n 1 Визначення густини тіла правильної геометричної форми
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Прилади та матеріали: терези, набори гир та важків, досліджувані тіла, підставка, стакан, вода.
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Список літератури
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 4 Визначення модуля юнга на приладі лермантова
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота n 5 визначення модуля пружності методом деформації прогину
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •II. Визначення моменту інерції:
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота n 7 визначення прискорення вільного падіння за допомогою фізичного маятника
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота n 8 визначення довжини звукової хвилі і швидкості звуку у повітрі методом резонансу
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 9 вивчення поширення ультразвукових хвиль та визначення пружних сталих матеріалу
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 10 визначення в’язкості рідини методом стокса
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 11 визнаЧення коефіцієнта внутрішнього терТя і середньої довжини вільного пробігу молекул повітря
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 12 визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідин методом краплин
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 13 визначення критичної температури речовини
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
- •Лабораторна робота № 14 визначення величини відношення теплоємностей повітря при постійному тиску і постійному об'ємі
- •Теоретичні відомості
- •Методика виконання роботи
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Список літератури
Список літератури
Савельев Й.В. Курс общей физики,- М., 1982.- т.І.
Загальна фізика: Лабораторний практикум / За заг. ред. І.Т.Горбачука. - К., 1992.
Лабораторна робота № 4 Визначення модуля юнга на приладі лермантова
Мета роботи: експериментально визначити модуль Юнга матеріалу дроту.
Прилади та матеріали: прилад Лермантова, набір важків, мікрометр.
Теоретичні відомості
Під дією
зовнішніх сил тверді тіла деформуються,
тобто змінюють свою форму або лінійні
розміри. Якщо після припинення дії сили
тіло приймає початкову форму і розміри,
деформація називається пружною. Таке
"повернення" тіла до початкового
стану проходить під дією пружних сил,
які виникають у тілі при його деформації
і мають електромагнітну природу. У 1675
р. англійський фізик Р.Гук встановив
закон, згідно з яким при малих деформаціях
величина деформації прямо пропорційна
прикладеній до тіла силі. Якщо під дією
сили дріт довжиною l
став
довшим на величину
,
то за законом Гука
(1).
де k - постійна величина, яка залежить від виду деформації і властивостей деформованого тіла.
Закон Гука можна записати дещо інакше, а саме
(2)
де
- відносне подовження,
- напруження, яке визначається силою,
що діє на одиницю площі S,
коефіцієнт пружності деформованого
тіла. Величину
(3)
називають модулем пружності, або модулем Юнга. Підставивши (3) в (2), одержимо
(5)
Із співвідношення (5) випливає, що модуль Юнга дорівнює тому напруженню, при якому абсолютне подовження деформованого тіла було б рівне початковій довжині, якщо б настільки великі пружні деформації були б можливі. У дійсності при значно менших напруженнях відбувається руйнування більшості матеріалів, ще раніше досягається межа пружності.
Під
впливом прикладеної сили дріт,
розтягуючись, відчуває поперечне
стиснення. Якщо діаметр дроту d
при цьому зменшується на величину
,
то
(6)
де
- коефіцієнт поперечного стиснення.
Співвідношення
(7)
називають
коефіцієнтом Пуассона. Для більшості
металів
.
Методика виконання роботи
Схематично прилад Лермантова показаний на рис. 1
Рис.1. Прилад Лермантова для визначення модуля Юнга за розтягом
Він складається із двох кронштейнів А і В, які розміщені один над другим і служать для кріплення дроту з досліджуваного матеріалу. При цьому верхній кінець дроту затискується гвинтом в отворі стержня К, закріпленого у втулці верхнього кронштейна А. Нижній кінець дроту гвинтом закріплюється в отвір циліндра W до якого підвішена платформа Н. На неї кладуть тягарі у процесі виконання роботи. Вона ж одночасно служить для випрямлення досліджуваного дроту.
Нижній кронштейн В має аретир С. Прилад повинен бути аретирований у моменти навантаження дроту тягарями, а також для вивільнення дроту від дії тягарів. Це оберігає дріт від ривків, а також від можливого виривання дроту із місць кріплення у момент навантаження.
Якщо на платформу Н покласти тягар Р, то він викличе не тільки подовження дроту, яке необхідно виміряти, але і прогин кронштейна А. Для виключення впливу прогину кронштейна прилад має два масивні дроти і , які з'єднані зверху і знизу горизонтальними стержнями. Нижній стержень оснащений платформою G, на якій розміщується увесь набір тягарів, що використовуються для навантаження дроту. У ході виконання лабораторної роботи набір тягарців Р може лежати або на платформі G, або на платформі Н, що дає однакову величину прогину.
Для вивчення подовження дроту , яке дуже мале, у даній роботі використовується метод дзеркала і шкали.
У верхній частині кронштейна B вільно обертається навколо горизонтальної осі С, що перпендикулярна до площини креслення, дзеркальце m, яке розміщене вертикально. Із дзеркальцем з'єднаний вигнутий важіль R, який спирається на торець циліндра M. При навантаженні- дроту циліндр зміщується у вертикальному напрямку, разом з ним зміщується i важіль R. Перед дзеркальцем m встановлений освітлювач D i шкала Q з поділками.
Якщо на
платформу Н перенести тягар з платформи
G, то дріт подовжиться на
.
При цьому важіль R
і
дзеркальце m
повернуться
на кут У, а промінь, який відіб'ється від
дзеркальця, - на кут 2У. Це призведе до
того, що "зайчик" зміститься по
шкалі з положення
у положення h. Якщо позначити радіус
важеля R
-
величиною b, яка задана, а відстань від
дзеркальця до екрана - L,
то з геометричних міркувань можна
записати
, (8)
, (9)
де
- різниця між поділками шкали,
-
зміщення "зайчика" за шкалою при
перенесенні тягаря Р з однієї платформи
на другу.
Оскільки дуже мале, то малий і кут У. Тому можна записати
(10)
Із співвідношення (8)-(10) отримаємо
(11)
Підставляючи
(11) в (5) і враховуючи, що F=P
, a
(
d- діаметр дроту), одержимо формулу для
розрахунку модуля Юнга
, (12)
де l - довжина дроту, L - відстань від дзеркальця до екрана.