Обробка результатів експерименту

Визначення модуля пружності речовини

Мета: переконатися на досліді у справедливості закону Гука, визначити модуль Юнга

гуми.

Обладнання: штатив з муфтою і стрижнем, набір тягарців однакової маси,

штангенциркуль, лінійка, ножиці, гумовий шнур з петлею для підвішування

тягарців.

Короткі теоретичні відомості

Механічна напруга , що виникає в зразку при його пружній деформації, визначається законом Гука:

, де Е – модуль пружності (модуль Юнга)

- відносне подовження

В даній роботі пропонується експериментально перевірити справедливість даної формули. Для цього на початку визначають механічну напругу, що виникає у гумовому шнурі при його різних відносних подовженнях, а потім будують графік залежності . За допомогою цього графіку визначають модуль Юнга гуми.

Механічну напругу розраховують за формулою , а відносне подовження – за формулою , де F – деформуюча сила

S – площа поперечного перерізу

- первісна довжина зразку

- довжина зразку під навантаженням

Якщо поперечний переріз зразку має форму кола, то S = (d – діаметр поперечного перерізу зразку), але якщо форму прямокутника, то S = ab (а – ширина, b – товщина зразку).

Дослідження пружних властивостей тіл відбувається на установці, що зображена на малюнку. Вона являє собою штатив з муфтою, у якій закріплений стрижень. На стрижні підвішений гумовий шнур з петлею.

У даному експерименті вимірювання подовження зразку виконують на виділеній ділянці шнура, обмеживши його двома мітками. Відстань між мітками вимірюють за допомогою лінійки, а діаметр поперечного перерізу шнура – штангенциркулем.

Хід роботи

1. Нанесіть на шнур на відстані приблизно 1 см від його кінців дві мітки.
2. Підвісьте шнур на стрижень.
3. За допомогою штангенциркуля виміряйте діаметр d шнура. Вимірюючи діаметр, намагайтеся не стискувати шнур.
4. Виміряйте лінійкою відстань між мітками шнура.
5. Визначте за допомогою динамометра вагу одного з тягарців. Вага тягарця у даному випадку дорівнює модулю сили пружності шнура.
6. Підвісьте цей тягарець до нижнього кінці гумового шнура і виміряйте відстань між мітками.
7. Повторіть дії, що описані у пункті 6 з двома, трьома, чотирма тягарцями. Результати вимірювань запишіть у таблицю.

№ досліда	Діаметр d, м	Первісна довжина , м	Довжина під навантаженням , м	Сила пружності F, Н	Абсолютне подовження , м	Відносне подовження,	Площа перерізу S, м^2	Механічна напруга , Па

Обробка результатів експерименту

1. Розрахуйте площу поперечного перерізу шнура:

S = ab; S =

1. Розрахуйте для кожного досліду:

1) подовження шнура ;

2) відносне подовження шнура ;

3) механічну напругу, що виникає в шнурі ;

3. Результати вимірювань запишіть у таблицю.

4. Визначити середнє значення модуля Юнга гуми за результатами досліду. Для цього:

1) побудувати графік залежності ;

2) вибравши на графіку будь-яку крапку, визначити відповідні значення механічної напруги і відносного подовження шнура . Використовуючи формулу Е_сер = , розрахуйте середнє значення модуля Юнга гуми:

Е_сер =

5. Проаналізуйте результати експерименту і сформулюйте висновок, у якому вкажіть: яку фізичну величину вив вимірювали, який результат отримали, які співвідношення перевіряли.

Контрольні питання

Дата добавления: 2015-11-26