Теорія методу і опис лабораторної установки

⇐ Назад

В лабораторній роботі досліджується деформація розтягу стальної дротини. Вимірювальна установка (рис.3.6) складається з дротини - 1, індикатора видовження годинникового типу - 2, платформи – 3, тягарців – 4.

Дія зовнішньої сили моделюється за допомогою тягарців відомої маси - 4, які встановлюють на платформу 3.

Рис.3.6

Якщо встановити певне навантаження, дротина буде зазнавати деформації розтягу. При пружних деформаціях результуюча внутрішніх пружних сил, що виникають у дротині в будь-якому перерізі, зрівноважує прикладену до неї зовнішню силу. Тому при пружній деформації значення внутрішніх пружних сил можна визначити за величиною зовнішньої сили , що діє на тіло ).

Скористаємось законом Гука для стержнів для визначення модуля Юнга Е. Маємо :

; ;

де S - площа перерізу дротини, - абсолютне видовження , а - початкова довжина дротини.

Оскільки ), можна записати:

Звідки знаходимо:

Площа поперечного перерізу дротини:

де d - діаметр дротини.

Таким чином , модуль Юнга для дротини :

. (3.3)

Завдання роботи

1. Дослідити пружні деформації розтягу стальної дротини.

2. Переконатися в виконанні закона Гука при малих деформаціях.

3. Визначити дослідним шляхом модуль Юнга матеріалу дротини.

4. Побудувати графік залежності видовження дротини від розтягуючої сили.

Виконання роботи

Прилади і матеріали: мікрометр, індикатор годинникового типу, масштабна лінійка, набір тягарців.

1. Виміряти довжину і діаметр дротини три рази, визначити їх середні значення, результати занести до таблиці 3.

2. Визначити похибки і при визначенні діаметра і довжини дротини. Якщо всі виміри довжини і діаметру співпадають ( ; ), то за абсолютну похибку приймають похибку приладу, який використовується при дослідах. Похибка лінійки складає половину найменшої поділки лінійки, а точність мікрометра вказана на ноніусному барабані мікрометра.

3. Встановити шкалу мікрометра годинникового типу на нуль.

Для цього поверніть зовнішнє кільце шкали мікрометра, так, щоб стрілка індикатора сумістилась з нулем циферблату.

4. Навантажити дротину тягарцем мінімальної маси визначити видовження дротини за індикатором.

5. Зовнішня сила визначається як .

6. Потім послідовно навантажувати дротину тягарцями більшої маси ( ) і повторити дії, аналогічні діям пунктів 4-5 і визначити відповідні значення видовження ( ), занести їх у таблицю 3.