лабы физика / FIS_LAB6
.DOC
Министерство образования и науки
республики Казахстан
Карагандинский государственный
Технический университет
Кафедра: физики
Лабораторная работа № 6
Тема: Определение модуля упругости.
Выполнил: студент гр. АиУ-06-2
Голобородько Артём
Принял(а): преподаватель
Орлова Елена Федоровна
Караганда 2006
Определение модуля упругости.
Цель работы: определить модуль упругости стержня.
Модуль упругости характеризует упругие свойства материала. Он зависит от материала и от его физического состояния.
Принадлежности: прибор для определения модуля упругости, испытуемый стержень, набор грузов, индикатор, линейка, микрометр.
Порядок работы.
1 Измерим микрометром толщину а и ширину стержня не менее 10 раз в разных местах. Вычислим среднее значение b и а и средние квадратичные ошибкии. Для доверительной вероятности Р=0,95 и числа измерений n= 10 найдём по таблице tp,n и вычислим доверительные интервалы:
; ;
2 Измерим линейкой расстояние между призмами прибора l.Доверительный интервал возьмём равным точности линейки 0,5 мм. Численные данные занесём в таблицу:
а (м) |
(м) |
(м) |
b (м) |
(м) |
(м) |
l(м) |
(м) |
||||
0,04585 |
|
0,00007 |
|
0,0000847 |
0,0005 |
|
0,00008 |
|
|
|
|
0,0458 |
0,04578 |
0,00002 |
|
|
0,0005 |
0,00058 |
0,00008 |
|
|
|
|
0,04585 |
|
0,00007 |
0,0000359 |
|
0,0006 |
|
0,00003 |
0,0000154 |
0,0000363 |
0,3 |
0,0005 |
0,0458 |
|
0,00002 |
|
|
0,0006 |
|
0,00003 |
|
|
|
|
0,0459 |
|
0,00012 |
|
|
0,0006 |
|
0,00003 |
|
|
|
|
0,0458 |
|
0,00002 |
|
|
0,00065 |
|
0,00008 |
|
|
|
|
0,04585 |
|
0,00007 |
|
|
0,00060 |
|
0,00003 |
|
|
|
|
0,0458 |
|
0,00002 |
|
|
0,00055 |
|
0,00003 |
|
|
|
|
0,04555 |
|
0,00023 |
|
|
0,00060 |
|
0,00003 |
|
|
|
|
0,0456 |
|
0,00018 |
|
|
0,00055 |
|
0,00003 |
|
|
|
|
3 На призмы прибора установим стержень. Подведем индикатор на стержень так, чтобы головка индикатора касалась нижней плоскости стержня, и закрепим его винтом. Запишем показания индикатора x0.
4 Последовательно нагружая стержень грузами, определяем каждый раз показания индикатора xi и вычисляем стрелу прогиба λ=xi-x0
5 Снимая последовательно по одному грузу, опять определяем показания индикатора xi и вычисляем стрелу прогиба λ.
6 Для каждого значения силы вычислим отношение F/λ=f. Найдем среднее значение f и среднюю квадратичную ошибку Sf. По таблице найдем tp,n считая доверительную вероятность Р=0,95. Вычислим доверительный интервал:
Δf=tp,n*Sf
7 Вычислим среднее арифметическое значение модуля упругости:
и доверительный интервал среднего значения модуля упругости:
Данные измерений занесём в таблицу:
№ груза |
m (кг) |
λ (м) |
mсумм( кг) |
F (H) |
f (H/кг) |
Sf |
Δf |
(Па) |
Δ Е |
Е = E + ΔE |
||
1 |
0,387 |
0,2 |
0,387 |
3,793 |
18,963 |
|
-4,402 |
|
|
|
|
|
2 |
0,539 |
0,41 |
0,926 |
9,075 |
22,134 |
|
-1,232 |
|
|
|
|
|
3 |
0,5668 |
0,59 |
1,4928 |
14,629 |
24,796 |
23,36519 |
1,430 |
1,783 |
|
18 121 487 363,950 |
|
18 121 487 363,950 + 3 264 073 834,989 |
4 |
0,6036 |
0,76 |
2,0964 |
20,545 |
27,033 |
|
3,667 |
|
4,207 |
|
3 264 073 834,989 |
|
5 |
0,5836 |
0,96 |
2,68 |
26,264 |
27,358 |
|
3,993 |
|
|
|
|
|
6 |
0,6015 |
1,17 |
3,2815 |
32,159 |
27,486 |
|
4,121 |
|
|
|
|
|
7 |
0,334 |
1,24 |
3,6155 |
35,432 |
28,574 |
|
5,209 |
|
|
|
|
|
8 |
0,1849 |
1,36 |
3,8004 |
37,244 |
27,385 |
|
4,020 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
1,32 |
3,6155 |
35,432 |
26,842 |
|
3,477 |
|
|
|
|
|
6 |
|
1,25 |
3,2815 |
32,159 |
25,727 |
|
2,362 |
|
|
|
|
|
5 |
|
0,98 |
2,68 |
26,264 |
26,800 |
|
3,435 |
|
|
|
|
|
4 |
|
0,76 |
2,0964 |
20,545 |
27,033 |
|
3,667 |
|
|
|
|
|
3 |
|
0,58 |
1,4928 |
14,629 |
25,223 |
|
1,858 |
|
|
|
|
|
2 |
|
0,4 |
0,926 |
9,075 |
22,687 |
|
-0,678 |
|
|
|
|
|
1 |
|
0,24 |
0,387 |
3,793 |
15,803 |
|
-7,563 |
|
|
|
|
|
0 |
|
0,11 |
0 |
0,000 |
0,000 |
|
-23,365 |
|
|
|
|
|
8 Построим график зависимости стрелы погиба λ от силы F:
Контрольные вопросы.
1 Деформация бывает: упругой и пластической.
2 Модуль упругости характеризует упругий вид деформации, модуль Юнга – величина, характеризующая упругие свойства материала стержня.
3 Закон Гука выполняется для упругих деформаций. Он утверждает, что при упругой деформации удлинение пружины пропорционально внешней силе.
или для стержня ;
4 Если после прекращения действия внешних сил восстанавливается прежние форма и размер тела, то деформация называется упругой.