Хід роботи

1. Масштабною лінійкою визначають довжину стержня , тобто відстань між ребрами опорних призм , з точністю до.

2. Мікрометром вимірюють у різних місцях стержня його ширину ітовщину з точністю до.

3. Вимірювання стріли прогину за допомогою індикатора здійснюється так (рис. 6):

а) на шальку необхідно накласти всі тягарці;

б) ніжку індикатора довести до дотику (досить точно) з обоймою ;

в) обертаючи шкалу індикатора, поставити нуль шкали напроти стрілки індикатора (це і буде початок відліку стрілки прогину стержня);

г) знімаючи один тягарець, відраховуємо стрілу прогину в міліметрах

(, де‑ число поділок шкали) при навантаженні, ціна поділки шкали індикатора -.

д) потім, послідовно знімаючи наступні тягарці, визначаємо стрілку прогину при двох тягарцях, 3-х, 4-х (відраховуємо навантаження за кількістю знятих з шальки тягарців). Вага кожного тягарця .

Рис. 6. Індикатор (ціна поділки індикатора ).

4. Кожне значення для відповідного тягарця підставляємо в робочу формулу (12) і знаходимо модуль Юнга.

5. За одержаними значеннями модуля пружності знайти його середнє значення та обрахувати похибки.

6. Результати вимірювання та обчислення занести в табл. 1.

Таблиця 1

Результати вимірювання та обчислення

№ п/п	,	,	,	,	,	,	,	,
1 2 3 …

Питання для самоконтролю

1. Пояснити виникнення пружних деформацій під час розтягу твердого тіла.

2. Сформулювати закон Гука та визначення модуля Юнга.

Лабораторна робота №24

Визначення модуля Юнга за розтягом дротини

Мета роботи: вивчення механічних властивостей металів.

Опис приладу

Для визначення модуля Юнга за розтягом дротини використовується прилад Лермантова (рис. 1). Він складається з кронштейна , на якому закріплена досліджувана дротина. В однійплощині з дротиною до кронштейна прикріплені ще дві вертикальні дротини, що закінчуються внизу перекладиною з гачком. Колипроводиться дослід, гачок тримає важки , якими користуються для видовження досліджуваної дротини. Відразу ж після розвантаженнядротини важки перекладають на гачок. Цим досягають сталого навантаження верхнього кронштейна, а отже, і його сталого прогину та уникають похибки під час вимірювання видовження навантаженої дротини. Така похибка могла б виникнути внаслідок того, що до видовження дротини додавалася б деформація кронштейна. Для визначення видовження дротини використовують кронштейнз пристроями.

Рис. 1.Схема установки.

Важіль, на якому закріплено рівень для визначення горизонтального положення, одним кінцем спирається на дротину, адругим ‑ на мікрометричний гвинт мікрометра . За відсутностінавантаження на дротину важіль повинен бути розташований у горизонтальному положенні. Встановлення важеля в горизонтальне положення здійснюється обертаннямбарабана мікрометра і контролюється бульбашковим рівнем . Якщо підвіситина гачок тягар, то горизонтальне положення важеля порушиться. Опускаючи мікрометричний гвинт вниз ‑ обертанням барабана ‑ знову досягають і горизонтального положення важеля. За різницею показів мікрометра перед навантаженням і після навантаження визначають абсолютне видовження дротини . Знаючи початкову довжину дротиниїї діаметр (длявизначення площі поперечного перерізу ) і вагу тягарця, обчислюють модуль Юнга.

З формул (8, 9)(див. лабораторну роботу №23) модуль Юнга

, (1)

.

Модуль Юнга становить собою таку силу, віднесену до одиниці площі (нормальну напругу), яка змінює початкову довжину тіла вдвоє, якщо би при цьому здійснювався закон Гука. Слід підкреслити, що лише гуму можна розтягнути у два рази. Для всіх інших тіл, перш ніж їх довжина збільшиться вдвоє, буде перейдена межа пружності, і вони розірвуться.