Экспериментальная часть. Оборудование и принадлежноси: лабораторная установка, набор грузов (гирь)

 

Оборудование и принадлежноси: лабораторная установка, набор грузов (гирь).

 

Лабораторная установка

 

Установка для измерения схематически показана на рис. 17.3. Исследуемый образец (резиновая трубка) 1 имеет на концах металлические

Рис. 17.3.

 

зажимы 2. Верхний зажим закреплен неподвижно к штативу, к нижнему зажиму подвешена платформа 3 для размещения гирь 4. Параллельно образцу закреплена линейка 5, нулевое деление которой совпадает с верхним концом образца. (За концы образца можно принимать внутренние концы зажимов). По нижней части линейки отмечается первоначальная длина (ненагруженного) образца. На шкале линейки 5 находится стрелка 6, основание которой закреплено на нижнем зажиме. При растяжении образца стрелка перемещается на величину абсолютного удлинения.

В нашем опыте роль внешней силы играет сила тяжести . Из определения напряжения , закона Гука для цилиндрического образца диаметром , искомое соотношение для модуля Юнга имеет вид:

. (17.5)

 

Методика измерения

 

1. При свободной от гирь платформе по шкале линейки найдите длину образца и начальное положение стрелки . Положение стрелки отмечают с точностью 0,5 мм.

2. Ставьте на платформу грузы парами (симметрично подвесу во избежание перекоса). Каждый раз отмечайте показания стрелки удлинения .

3. Результаты измерений занесите в таблицу по предложенной форме 17.1.

4. При максимальной нагрузке штангенциркулем измерьте диаметр образца. (Следите, чтобы штангенциркуль не зажимал резину, а лишь только касался ее поверхности). Так же измерьте начальный диаметр (ненагруженного образца).

5. Для проверки применимости закона Гука постройте графики зависимости модуля Юнга от напряжений .

6. Рассчитайте ошибку определения модуля Юнга (достаточно рассчитать для одного опыта).

7. Значения модуля Юнга, совпадающие с учетом ошибки друг с другом, т.е. не выходящие за границы значений и , позволяют определить истинное (среднее) значение модуля Юнга.

8. С учетом п.7 определить среднее значение модуля Юнга.

9. Используя те же значения, что и в п. 8, определить среднее значение коэффициента Пуассона.

10. Ошибка модуля Юнга определяется из рабочей формулы (17. 5) как сумма частных ошибок всех величин, входящих в выражение:

, где

, , , - абсолютные погрешности определения соответствующих величин.

 

Форма 17.1

Измеряемая и рассчитываемая величина	Ненагруженный образец	1-й груз	2-й груз	3-й груз	4-й груз	5-й груз
Масса груза m, кг
, мм
, мм
, мм
, мм
, Н
,
,

 

Контрольные вопросы

 

1. Что такое коэффициент упругости, модуль Юнга?

2. Что такое абсолютное и относительное удлинение образца?

3. Что такое механическое напряжение?

4. Что такое коэффициент Пуассона?

5. Что такое абсолютное и относительное поперечное сжатие?

6. Какие из перечисленных характеристик относятся к материалу?

7. Какие из перечисленных характеристик относятся к образцу?

8. Закон Гука и его физический смысл.

9. Кривая зависимости и ее характерные точки и участки.

10. Деформация сдвига, иллюстрация пластических деформаций.

11. В чем состоит суть данного метода измерения ?

12. Размерность и

13. Порядок величин для различных твердых тел

14. Учитывается ли в опыте масса самого стержня?

15. Почему мы не определяем величины и для сталей?

 

Используемая литература

 

[1] §14; [7] §21; [4] §48.

 

Лабораторная работа 1-18 “Изучение свободных колебаний пружинного маятника”

 

Цель работы: Определение жесткости пружины, определение периода свободных затухающих колебаний, логарифмического декремента затухания, коэффициента затухания.