Сделай Сам Свою Работу на 5

Теория работы и описание приборов





Под влиянием внешних сил всякое твердое тело деформируется, т.е. изменяет свою форму. Упругой назы­вается деформация, исчезающая с прекращением действия силы.

По закону Гука величина деформации Dх пропорциональна действующей силе F:

(1)

где С - постоянная величина для данной упругой деформации данного твердого тела.

Рассмотрим деформацию продольного растяжения.

Представим себе однородный стержень или проволоку длиной L с площадью поперечного сечения S, к концу которой приложена сила F. В результате действия приложенной силы длина стержня или проволоки изменится на величину ∆L – это абсолютная деформация. Величину деформации характеризуют также относительной деформацией стержня: . Для стержня поперечного сечения S под влиянием одной и той же силы относительная деформация e тем меньше, чем толще стержень, т.е. чем больше S.

Отсюда для упругой деформации растяжения получаем, что относительное изменение длины должно быть пропорционально

величине, т.е. силе, отнесенной к единице площади поперечного сечения стержня. Эту величину s=назовём напряжением. Тогда окончательно имеем:



(2)

 


 

где коэффициент a, носящий название коэффициента упругости,

зависит уже только от материала, из которого сделан стержень. В справочной литературе упругость материала характеризуют обратной величиной

, (3)

которую называют модулем продольной упругости, или модулем Юнга.

Вводя в (2) вместо коэффициента a модуль Юнга, получим

(4)

 

Откуда

(5)

или

(7)

Модуль Юнга характеризует упругие свойства материала при продольных деформациях и численно равен силе, удлиняющей стержень в два раза при его поперечном сечении, равном единице.

Прибор для определения модуля Юнга представляет собой массивную пластину А, на которой крепятся струна В, индикатор удлинения И и рычаг R, создающий растягивающее усилие. Схема прибора показана на рис. 3.

Рычаг имеет отношение плеч =10 или 5 и, таким образом, струну будет растягивать сила, равная 10×Р или 5Р, где Р - вес подвешенных на рычаг грузов.

Пружинный индикатор И соприкасается с рычагом в точке С. Цена деления индикатора 0,01 мм. Растяжение струны, создаваемое весом самого рычага, не учитывается и измеряется только дальнейшая деформация струны (рис.3).



Порядок выполнения работы

1. Вращением ободка устанавливают индикатор на нуль. Груз Р на рычаге при этом должен отсутствовать.

2. Измеряют при помощи линейки длину L той части струны В, удлинение которой измеряется индикатором (см. рис. 3).

3. Микрометром измеряют диаметр струны в разных местах и вычисляют площадь поперечного сечения S (по среднему значению диаметра).

4. Подвешивая на рычаг груз массой в 0,1 кг, от­считывают удлинение по индикатору. Снимая и подвешивая груз вновь, опыт повторяют при той же нагрузке 3 раза и записывают в таблицу среднее значение удлине­ния для данного груза.

5. Добавляя грузы каждый раз по 0,1 кг, повто­ряют измерения по пункту 4, доводя нагрузку на рычаг до 0,6 кг.

6. Полученные данные заносят в таблицу.

7. Проводят вычисления и строят график зависимости напряжения от относительной деформации e.

Таблица

№№ п/п L S F ∆L Е <Е>
Единицы измер.     bbbbbbbbbbизмерений м м2 Н м Па Па Па
1.                
2.            
3.            
4.            
5.            
6.            

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте закон Гука и напишите его формулу.

2. Что называется модулемЮнга, напряжением,относительным удлинением?Какими формулами они вы­ражаются?

3. От каких величин зависит модуль Юнга и какими единицами он измеряется в системе СИ?




Лабораторная работа № 1-03 (13)

ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПЕРИОДА УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ ОТ МАССЫ

Цель работы: 1. Экспериментальная проверка зависимости периода упругих колебаний от массы и графическое выражение этой зависимости в координатах (m, Т2)

2. Определение коэффициента жесткости пружины.

Приборы и принадлежности: пружина на кронштейне, набор грузов, секундомер.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.