Проробити теоретичне введення «деформація твердого тіла» стор.17-21

Мета роботи: визначення модуля Юнга із розтягу

1.Опис установки і виведення робочої формули

Установка (рис.3). складається з укріпленого кронштейна, до якого прикріплено сталевий дріт 1. Дріт знаходиться в натягнутому стані під дією невеликої платформи 2. Дріт розтягується вантажем, який встановлюють на платформу 2. Абсолютне видовження дроту знаходять за допомогою індикатора 3, танги і важільного механізму, який знаходиться у корпусі приладу. Індикатор (рис.4) є точним вимірювальним приладом. Ціна однієї поділки його великої шкали складає 0,01мм.

Рис.3 Рис.4

Повний оборот великої стрілки відповідає зміні довжини досліджуваного предмета на 1мм. Це фіксується відхиленням малої стрілки на одну поділку на малій шкалі. Значить, ціна однієї поділки малої шкали складає 1мм. Максимальна зміна довжини, яку може зафіксувати індикатор, не перевищує 10мм. Шкали індикатора мають чорну і червону розшифровку. За допомогою чорних цифр вимірюють величину видовження досліджуваного тіл, а за допомогою червоних цифр – укорочування розміру тіла. Перед початком вимірювань індикатор встановлюють на нуль поворотом обойми 3.

У лабораторній роботі визначають модуль Юнга сталевого дроту довжиною . Дріт з недеформованою довжиною прикріплений до кронштейна і знаходиться в натягнутому вертикальному стані. Під дією вантажу вагою , розташованого на платформі 2, дріт додатково розтягується на довжину, яку називають абсолютною деформацією .

Із закону Гука маємо для модуля Юнга:

Враховуючи, що , а площа поперечного перерізу круглого дроту діаметром дорівнює , остаточний вираз для модуля Юнга (робоча формула) має вигляд:

.

де - довжина дроту, - абсолютне видовження, - діаметр дроту, - величина сили, що розтягує дріт.

2. Порядок виконання роботи

1. Записати середнє значення довжини дроту із таблиці.

2. Виміряти 5 разів мікрометром в різних точках діаметр дроту.

3. За допомогою обойми встановити індикатор 3 на нуль (Рис.3).

4. Помістити на платформу 2 вантаж 0,5кг і відзначити показання індикатора 3. Додаючи вантажі по 0,5кг (до 2,5кг), записати показання індикатора при навантаженні. Потім, знімаючи гирі по 0,5кг, знову провести виміри видовжень дроту при розвантаженні. Сила , що діє на дріт, дорівнюватиме сумарній вазі вантажів, покладених на платформу після установки нуля. Знайти середнє значення видовжень при навантаженні і розвантаженні за формулою Результати вимірів занести у таблицю 1.

Таблиця 1

№	, мм	m, кг	, Н	, мм (при навант.)	, мм (при розван.)	, мм	, Н/м2

5) Застосувати до величини схему обробки непрямих вимірювань.

Контрольні питання:

1. Яка деформація називається пружною? Пластичною? Наведіть визначення та дати приклади пружних сил.

2. Що називається відносною деформацією?

3. Що таке механічна напруга? Наведіть одиниці виміру цієї величини.

4. Сформулюйте і запишіть закон Гука.

5. Пояснити фізичний зміст модуля Юнга. Наведіть одиниці виміру цієї величини.

6. Пояснити графік залежності між напругою і деформацією.

7. Що таке межа пружності?

8. Запишіть формулу для розрахунку модуля Юнга дроту з розтягу.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА М3 (№9)