Порядок выполнения работы. 1. Измерите длину проволоки ℓ0 линейкой (рулеткой).

1. Измерите длину проволоки ℓ₀ линейкой (рулеткой).

2. Определить диаметр проволоки d микрометром не менее чем в пяти местах и найти среднее из всех измерений d_ср и найдите площадь по сечения S

3. Познакомьтесь с отсчетным микроскопом МИР – 2.

4. Установите длину тубуса микроскопа 160 мм, что соответствует цене деления шкалы микроскопа 0,045 мм.

5. Направьте микроскоп на измерительную метку 6 и получите ее четкое изображение в поле зрения микроскопа.

6. Снимите зависимость удлинения проволоки Δℓ₀ от нагрузки при возрастающей и уменьшающейся нагрузках.

Результаты исследований занесите в таблицу 1.

Результаты эксперимента.

7. Постройте график координатах Р.(Δℓ₀) и убедитесь в совпадении прямых при увеличении и уменьшении нагрузки на проволоку, где P =mg.

8. Вычислите среднее удлинение проволоки Δℓ₀ при действии на нее одного груза Р.

9. Определите величину Е. по формуле:

10. Вычислите относительную ошибку полученного результата по формуле:

11. Запишите полученный результат и сделайте выводы.

Задание 2: Определение модуля Юнга из изгиба.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ прибор для исследований упругих свойств стержня, стержень из исследуемого материала, набор грузов штангенциркуль, измерительная линейка.

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

В данной работе изучается простейший случай деформации – деформация изгиба. Из рисунка 4 видно, что данная деформация сводится к неоднородным деформациям сжатия и растяжения. Для определения модуля Юнга Е., характеризующего эти деформации, в теории упругости выводиться формула /2/,пользуясь которой можно определить значение E для стержня прямоугольного сечения с помощью легко измеряемых на опыте величин:

Рис.4

где K=

l- стрела прогиба, м

F - величина нагрузки;

L- расстояние между опорами при м, м ;

B - ширина стержня , м ;

H- толщина стержня , м.

Формула выведена в предположении, что ребра опорных призм параллельны, а прогибающая сила приложена в середине стержня.

Экспериментальная установка /рис.5/ состоит из массивной стальной балки 1 со стойками 2. На концах стоек установлены опорные призмы 3, на которые опирается исследуемый стержень 4.К середине исследуемого стержня крепится держатель с площадкой 5, на которую навешиваются грузы 6.Изгиб стержня определяется с помощью индикатора часового типа 7 или с помощью микрометрического винта с электрической системой индикации.

Рис.5

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Измерьте линейкой расстояние между ребрами призм L.

2. Определите ширину B и толщину H стержня штангенциркулем.

3. Результаты измерений величин L, B, H занесите в таблицу 1.

Таблица 1.

Результаты измерений L, B, H

4. Исследуемый стержень установите на опорные призмы и к ее середине подвесьте площадку для грузов.

5. Приведите в соприкосновение с центром исследуемого стержня измерительный конец индикатора или микрометрического винта и запишите их начальные положения при нулевом значении нагрузки на стержне.

6. Снимите зависимость величины прогиба стержня от величины нагрузки P=mg при увеличении и уменьшении нагрузки. Результаты занесите в таблицу 2.

Таблица 2

Результаты измерений

№ п/п	m, г	n1, мм	n2, мм	ℓ1, мм	ℓ2, мм

Обозначения в таблице 2:

m -массы грузов;

n₁-показания микрометрического винта или индикатора при увеличении нагрузки до максимальной;

n₂ -показания при уменьшении нагрузки от максимальной до полной разгрузки стержня;

l₁ -величина прогиба стержня при увеличении нагрузки;

l₂ -то же при уменьшении нагрузки;

l –полное значение прогиба стержня при грузе P.

7.По данным таблицы 2 постройте график зависимости величины прогиба от величины нагрузки при увеличении и уменьшении нагрузки и сделайте выводы.

8.Определить модуль Юнга E по формуле /2/.

9.Оцените погрешность измерений по формулам:

%;

DE= M_*E, Н/м²

10.Запишите полученный результат и сделайте выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1.Какие деформации вы знаете?

2.Сформулируйте закон Гука.

3.Каков физический смысл модуля Юнга?

4.Расскажыте об устройстве экспериментальных установок.