Работа 1. 2. А определение модуля Юнга по растяжению проволоки

Цель paботы: исследование малого упругого продольного растяжения проволоки и определение модуля Юнга материала проволоки.

Описание лабораторной установки

Рисунок 2.3 -  Схема экспериментальной установки №1

В экспериментальной установке, изображенной на рисунке 2.3. металлическая проволока 2 одним концом неподвижно укреплена в верхнем кронштейне 1 прибора. Нижний конец закреплен в оправе 3, в середине которой имеется матовое стекло. На стекле нанесена горизонтальная черта. Эту черту и ее перемещение рассматривают в зрительную трубу 4, которая имеет вертикальную шкалу. Нижний конец проволоки нагружен постоянным грузом 5 для ее натяжения.

Порядок выполнения работы

1 Осторожно и медленно фокусируя зрительную трубу, добиться отчетливого изображения горизонтальной черты на шкале.

2 Записать в таблицу 2.1 положение n₀ черты без нагрузки.

3 Нагрузить проволоку последовательно грузом весом в 1,96Н; 4,9 Н; 9,8Н и произвести отчеты положения n горизонтальной черты на шкале соответственно.

4 Вычислить удлинение проволоки по формуле:

,                                     (2.5)

 где k - цена деления шкалы, указанная на рабочем месте.

5 Измерить диаметр проволоки микрометром и вычислить площадь поперечного сечения проволоки по формуле:

,                              (2.6)

где d –диаметр проволоки.

6 Произвести вычисление модуля Юнга для нагрузок 1,96Н; 4,9 Н; 9,8Н по формуле:

                                 (2.7)

где L - длина проволоки (указана на рабочем месте).

Таблица 2.1 - Таблица опытных и расчетных данных

P, Н	n0, дел	n, дел.	Δℓ, м	S, м2	L,м	E,Па	Eср,Па	ΔE,Па	δE,%
1,96
4,9
9,8

 

8 Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 2.1

9 Вычислить относительную погрешность по формуле (2.8). Для всех трех измерений она почти одинакова. Рекомендуется брать погрешность, соответствующую первому измерению, как максимальную.

.                  (2.8)

Значения абсолютных погрешностей: ΔP =0,005Н, ΔL=0,0005м, Δπ =0,0004, ΔD =10^-5м.

10 Зная относительную погрешность вычислить абсолютную погрешность:

Δ Е= Е_ср·δЕ               (2.9)

11 Записать окончательный результат в виде:

E=(E_ср ± ΔE) Па   при δE = %.

Контрольные вопросы

1 Ответьте на контрольные вопросы 1-12 теоретического введения к лабораторным работам 1.2.а,1.2.б, и 1.3.

2 Изложите порядок выполнения работы и запишите рабочие формулы.