Порядок выполнения работы. 1. Измерить линейкой расстояние между опорами А и В (рис

1. Измерить линейкой расстояние между опорами А и В (рис. 3). Это расстояние и определяет длину бруска l = АВ (точность измерения – 0,5 мм).

Рис. 3

2. Измерить при помощи штангенциркуля в нескольких местах бруска его ширину a – и толщину b (точность измерения 0,1 мм).

3. Поместить брусок (сначала железный) на опоры.

4. Ввинчивать микрометр М, укрепленный в установке на штативе (рис. 3) до момента соприкосновения его острия с бруском. Момент соприкосновения обнаружится по отклонению стрелки гальванометра Г (В момент соприкосновения производится начальный отсчет по микрометру h₁).

5. На середину бруска подвесить железную чашу, массой m₁=100 г. Произвести, как указано в п. 4, второй отсчет по микрометру h₂.

6. Добавляя в чашу грузы массой 100 г (наибольшая масса грузов 500 г), каждый раз производят измерение стрелы прогиба по микрометру h₃, h₄, h₅, и т. д.

7. Аналогичные измерения произвести для медного бруска. Только в этом случае на середину бруска помещают алюминиевую чашу массой m₂ = 50 г, а в чашу добавляют грузы массой по 50 г (наибольшая масса грузов 250г).

8. Результаты наблюдений занести в таблицу

Таблица

Размеры материала a, b, l, м	Масса груза с чашкой, кг	Изгибающая сила F, Н	Прогиб по микрометру h, м	Прогиб стрелы Dh=hk-h1, м	Модуль Юнга E, Н/м2	Погрешность

Каждый опыт проделывается 5 раз.

9. Максимальная стрела прогиба Dh определяется по разности Dh=h_k - h₁, где h_k – прогиб бруска по показанию микрометра под действием груза; h₁ – в отсутствие груза.

10. По формуле (9) вычислить модуль Юнга для каждого опыта.

11. Построить график, где по оси абсцисс отложить значение изгибающей силы F (H), а по оси ординат Dh (м) и по графику проверить справедливость закона Гука для деформации поперечного изгиба, смотри формулу (2).

12. Чтобы изгибающую силу F = mg получить в ньютонах, нужно массу грузов брать в кг, a g = 9,8 м/сек².

Контрольные вопросы

1. Что называется деформацией?

2. Какая деформация называется упругой?

3. Какие существуют виды упругих деформаций?

4. Для каких деформаций справедлив закон Гука и как, его сформировать?

5. Как определить деформацию изгиба?

6. Какую деформацию называют деформацией поперечного изгиба?

7. Как записать закон Гука в применении к деформации поперечного изгиба?

8. Что происходит с верхними и нижними слоями бруска при деформации поперечного изгиба?

9. Что такое нейтральный слой при деформации поперечного изгиба?

10. Как изменяется изгибающий момент при перемещении вдоль оси бруска и где он достигает максимума?

11. Что такое стрела прогиба и где она достигает наибольшего значения?

12. От каких физических величин зависит наибольшее значение стрелы прогиба при поперечном изгибе?

13. Напишите формулу, определяющую максимальное значение стрелы прогиба, применительно к бруску прямоугольного сечения.

14. Что такое модуль упругости на растяжение – модуль Юнга?

15. Напишите формулу, определяющую модуль упругости на растяжение из деформации поперечного изгиба.

16. Как вычислить изгибающую силу в Ньютонах, если масса грузов дана в граммах?

17. Как обнаружить, что острие микрометра коснулось бруска?

18. Какие осложнения в работе возникнут, если момент касания острия микрометра бруска будет определяться на глаз, без гальванометра?

Литература

1. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики. — М.: Высш. шк., 1973.

2. Геворкян Р. Г., Шепель В. В. Курс общей физики: В 2 т. Т.1 — М.: Высш. шк., 1972. — С. 60 – 80.