Методика эксперимента и обработка результатов. До начала измерений следует ознакомиться с установкой, установить ее горизонтально.
До начала измерений следует ознакомиться с установкой, установить ее горизонтально.
Задание 1: определение диаметра проволоки и длины исследуемого участка.
1. С помощью микрометра произвести не менее пяти измерений диаметра проволоки в различных местах. Вычислить среднее значение диаметра и рассчитать погрешность измерений диаметра.
2. С помощью линейки 4 стенда измерить длину проволоки .
Задание 2: определение зависимости удлинения проволоки от приложенной силы.
1. Зарисовать таблицы 13.1 и 13.2.
2. Вращая маховик 14, натянуть проволоку и по шкалам динамометра 12 и индикатора 6 определить начальное значение силы натяжения проволоки (указывается преподавателем) и соответствующее ему начальное значение удлинения . Далее вращением маховика 14 увеличивать силу натяжения проволоки до значений и определять соответствующие им значения удлинения . Получить не менее пяти дополнительных значений. Максимальное значение силы не должно превысить 50 Н. Заполнить таблицу 13.1, определяя силу натяжения проволоки по формуле:
, (13.12)
а линейное удлинение проволоки определить по формуле:
. (13.13)
Таблица 13.1
№ п/п | , Н | , мм | , Н | , мм |
1. | ||||
2. | ||||
… | ||||
6-7. |
3. Повторить не менее четырех раз определение зависимости удлинения проволоки от приложенной силы, причем измерения проводить при одних и тех же значениях приложенной силы. Затем для каждого значения силы натяжения проволоки определить среднее значение линейного удлинения проволоки .
Таблица 13.2
№ п/п | , Н | , мм |
1. | ||
2. | ||
… | ||
6-7. |
4. Построить на миллиметровой бумаге график зависимости от , отложив по горизонтали значения силы, а по вертикали соответствующие удлинения проволоки. Укажите точки, соответствующие экспериментально полученным значениям из таблицы 13.2. Проведите прямую, наиболее близко соответствующую положению отмеченных экспериментальных точек. Найдите угловой коэффициент наклона этой прямой к горизонтальной оси. Запишем формулу (13.11) в следующем виде: . Отсюда имеем:
. (13.14)
Вычислить по формуле (13.14) значение модуля Юнга , взяв среднее значение диаметра проволоки. Рассчитать погрешность измерения модуля Юнга (использовать формулу (13.11)). Найти в справочнике значение модуля Юнга материала проволоки и сравнить с полученным экспериментально. Сделать вывод.
Задание 3: исследование зависимости плотности потенциальной энергии деформации от относительного удлинения.
1. Зарисовать таблицу 13.3.
2. Используя данные таблицы 13.2 и формулы (13.2), (13.11) и (13.8), заполните таблицу 13.3.
Таблица 13.3
№ п/п | |||
1. | |||
2. | |||
… | |||
6-7. |
3. Постройте на миллиметровой бумаге график зависимости , нанеся точки, соответствующие данным таблицы 13.3. Здесь же постройте график, соответствующий уравнению (13.9), где использовать значение , полученное по формуле (13.14). Сделайте вывод.
Контрольные вопросы
1. Какой вид деформации твердого тела был исследован вами в данной работе? Какие величины количественно характеризуют этот вид деформации?
2. Дайте определение и поясните физический смысл модуля Юнга? Эта величина служит характеристикой данного образца или материала, из которого он изготовлен, или того и другого сразу? Каковы единицы измерения модуля Юнга?
3. В чем существенное отличие модуля Юнга от коэффициента упругости? Могут ли эти величины быть численно равны?
4. Имеет ли смысл говорить о значении модуля Юнга в случае неупругой деформации некоторого тела?
5. Дать определение продольной и поперечной относительных деформаций стержня. Как связаны эти величины?
6. Изобразите диаграмму растяжения металлического стержня и укажите на ней точки соответствующие пределу пропорциональности и пределу упругости. В чем сходство и в чем различие этих двух понятий?
7. Что называется потенциальной энергией? Что принимают за потенциальную энергию упругой деформации?
8. Каковы возможные источники погрешностей искомого результата?
Приложение 1
Отчет по лабораторной работе № 1
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 520;