Описание установки

Для определения модуля Юнга в этой работе пользуются уста­новкой, схема которой изображена на рис. 9.

В

Рис. 9

61

нашем опыте используемый брусок свободно опирается на две опоры. Изменение нагрузки Р на брусок осуществляется увели­чением числа грузов, устанавливаемых на площадке П. Величина прогиба измеряется с помощью микрометра М, снабженного электрическим индикатором кон­такта. По загоранию ин­дикаторной лампочки можно судить о наличии со­прикосновения микрометра с поверхностью бруска - отсчет l₁. Под наг­рузкой брусок выходит из контакта и для его восстановления необходимо опустить стержень микрометра до нового контакта - l₂. После этого можно легко вычислить величину прогиба Dl:

Dl = l₂ - l₁. (6)

Порядок выполнения работы

1. Взять у преподавателя или лаборанта не менее двух брусков из разных материалов.

2. Измерить не менее 5 раз геометрические размеры брусков. Ре­зультаты занести в таблицу 1. (Таких таблиц будет две).

Таблица 1

№ п/п	l, м	Dl, м	b, м	Db, м	h, м	Dh, м
1
2
3
4
5
Среднее значение

3

62

. Нагрузить брусок гирей Р. Произвести не менее трех раз отс­четы l₁, l₂. Рассчитать по средним значениям Dl, а по формуле (5) - Е. Измерения провести для трех различных грузов. Данные занести в таблицу 2. Учесть, что отсчет микрометра, соответствующий моменту замыкания тока, не вполне точен, поскольку рука может продолжить вращать винт после достижения контакта. Рекомендуется брать среднее из двух показаний при замыкании и размыкании электрической цепи.

Таблица 2

№ п/п	P1,2,3, H	l1, м	Dl1, м	l2, м	Dl2, м	Dl, м	E, Н/м
1
2
3
Среднее значение

4. Построить графики зависимости Р = f(Dl ).

5. Оценить абсолютную и относительную погрешности в определе­нии модуля Юнга.

Рекомендуемая литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики. T. 1. - М.: Наука, 1989.

2. Архангельский М.И. Курс физики: механика. - M.: Просве­щение, 1975. С. 69-72, 222-234.

3. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. T.1. - М.: Нау­ка, 1967. § 58-62.

Для получения зачета необходимо

1. Продемонстрировать умение определять модуль Юнга по проги­бу.

2. Представить отчет по установленной форме.

3. Уметь отвечать на вопросы типа:

а) Какие виды деформаций вам известны?

б) Изобразить графически вид кривых напряжение-деформация для хрупких и пластических тел.

в ) При каком расположении доски 1

1)

2)

) или 2) жесткость при одинаковой нагрузке будет меньше? Ответ обос­новать.

г) Во сколько раз уменьшится прогиб, если толщину доски увеличить в два раза?

д

63

) Из бревна диаметром Д изготовлен брус со сторонами А и В. При каком соотношении А и В брус обладает наиболь­шей жесткостью (наи­мень­шим прогибом при данной нагруз­ке)?

е ) Рассказать об анизотропии упругих свойств?

ж) Какому виду деформации хорошо сопротивляется камень (сжатию, изгибу или кручению)? Какому виду деформации под­вер­гается он в стенах зданий, колоннах, арках?

з) Бетон хорошо сопротивляется сжатию, но плохо выдержива­ет растяжение. Сталь обладает большой прочностью на растяжение. Каким свойством обладает железобетон?

и) В двух параллельных плоскостях на тело действуют проти­воположно направленные пары сил. Какой вид деформации ис­пыты­вает тело?

к) Какие виды деформаций испытывают стены зданий, тросы подъемных кранов, резцы, сверла, валы машин, металл при реза­нии?

64

Работа № 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ТЕЛ

МЕТОДОМ ТРИФИЛЯРНОГО ПОДВЕСА

Цель работы: определение момента инерции некоторых тел относительно оси вращения, проходящей через центр масс, иссле­дование влияния на момент инерции переноса осей вращения (про­верка теоремы Штейнера методом крутильных колебаний).

Принадлежности: трифилярный подвес, секундомер, штан­ген­циркуль, тела для измерения момента инерции.