21.4.2. Порядок выполнения работы

1) Произведите однократное измерение линейкой расстояния между опорами и результат запишите в протокол работы перед табл.21.2, где указано = _____ см = ____ м.

2) Измерьте микрометром поперечные размеры стального и латунного стержней не менее, чем в десяти различных точках. Результаты запишите в табл.21.2.

3) Установите стальной стержень с обоймой на опоры.

4) Включите установку в сеть, затем включите тумблер на платформе 1.

5) Добившись касания микрометрического винта со стержнем, произведите отсчет h₀.

6) Подвесьте чашку (значение ее массы указано на лабораторном столе) и груз массой 50 г (0,05 кг) на крючок обоймы.

7) Ввинчивая микрометрический винт, добейтесь соприкосновения его с исследуемым стержнем. Сделайте по микрометру отсчет h_iпри нагруженном стержне.

8) Постепенно увеличивая массу грузов на 100 г (0,1 кг) до 500 г (0,5 кг), сделайте остальные отсчеты h_iпо микрометру и результаты запишите в табл.21.3.

9) Выключите тумблер на платформе 1. Разгрузите стальной стержень.

10) Установите на опоры латунный стержень. Выполните пп.4-8, учтя при этом, что масса грузов в этом случае должна изменяться через 50 г (0,05 кг) от 50 до 250 г (от 0,05 до 0,25кг).

11) Окончив измерения, выключите установку и разгрузите латунный стержень.

21.4.3. Обработка результатов измерений

1) Вычислите средние значения поперечных размеров стержней <а>, <b> и замшите результаты в табл.21.2.

Таблица 21.2Измерение размеров исследуемых стержней =_____см =____ м.

Материал стержня	Поперечные размеры стержня, мм
	а, 6	I	2	3	4	5	6	п	8	9	10
Сталь	a
	b
Латунь	a
	b

2) Вычислите значения внешней силы Fпо формуле (21.11) для всех нагрузок и запишите в табл.21.3. При вычислениях значения всех физических величин перевести в одну систему единиц (в СИ).

3) Вычислите значения модуля Юнга по формуле (21.10). Определите среднее значение модуля Юнга для каждого материала. Результаты запишите в табл.21.3.

4) По результатам опытов постройте графики зависимости для обоих стержней на одних координатных осях. Для каждого из образцов проведите прямую через экспериментальные точки так, чтобы по обе стороны ее оказалось приблизительно равное количество точек.

5) Из графиков для каждого материала определите угловой коэффициент tg()=F=(h), где- угол наклона прямой к осиh. Для этого необходимо на осиFпроизвольно выбрать отрезокF, из концов которого провести перпендикуляры до пересечения с графиком (прямой). Из точек пересечения опустить перпендикуляры на осьh, получим отрезок(h). ОтношениеF=(h) даст угловой коэффициент.

Таблица 21.3.Зависимость стрелы прогиба стержней от нагрузка

№	Масса грузов, г	Отсчет по микрометру, мм	Стрела прогиба, мм	Внешняя сила, Н	Модуль Юнга, ГПа	Среднее значение модуля Юнга, ГПа
1	0	Стальной стержень
2	100
....	....
6	500
1	0	Латунный стержень
2	50
....	....
6	250

6) Вычислите среднее значение модуля Юнга для каждого материала, используя график, по формуле (21.13):

. (21.I3)

7) Сравните значения модуля Юнга для каждого материала, полученные по формуле(21.13), со средними значениями в табл.21.3. Они должны быть приблизительно равными.

8) Сравните полученные значения модулей Юнга для стали и латуни с табличными (табл.21.1).

9) Сравните, соответствует ли больший угол наклона прямой на графике большему значению модуля Юнга материала, вычисленному по формулам.

10) Сравните модули упругости исследованных материалов.

5