Лабораторная работа № 17

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ЮНГА

Цель работы: экспериментально определить модуль Юнга материала проволоки методом растяжения.

Приборы и принадлежности: экспериментальная установка, грузы, катетометр.

Литература: Сивухин В. Д. Общий курс физики. Учебное пособие для физических специальностей вузов: в 5 томах. Т. 1. Механика, - 4-е изд., стер. – М.: Физматлит: Изд. МФТИ, 2002. – 560 с.

Савельев И. В. Курс общей физики. В 5 кн. Кн. 1. Механика. Учебное пособие для втузов. ООО "Издательство Астрель", 2002. – 336 с.

Иродов И. Е. Механика. Основные законы. Учебное пособие для вузов. – 5 изд., испр. – М.: Изд. "Лаборатория базовых знаний", 2000. – 320 с.

ВВЕДЕНИЕ

Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием внешних сил. При деформации в теле возникают силы упругости, которые стремятся восстановить первоначальные размеры и форму тела. Силы упругости принято характеризовать величиной напряжения s=F_УПР/S, которая показывает силу, действующую на единицу площади сечения тела.

Деформация называется упругой, если после прекращения действия внешних сил тело принимает первоначальные размеры и форму. Если этого не происходит, говорят о пластическойдеформации, которая сохраняется в теле после прекращения действия внешних сил. Такие деформации называют также остаточными.

Основными видами деформаций являются растяжение(сжатие)и сдвиг. Остальные виды деформаций (изгиба, кручения и т. д.) можно свести к названным выше видам. В области упругих деформаций механическое напряжение , возникающее в деформированном теле, пропорционально относительной деформации. В случае продольного растяжения или сжатия образца цилиндрической формы это соотношение выражается законом Гука, и записывается в следующей виде:

,

здесь s – механическое напряжение, L ₀ –первоначальная длина образца, – абсолютная деформация и – относительная деформация образца, Е - модуль Юнга, F - деформирующая сила, S - площадь поперечного сечения образца.

Деформирующую силу и соответствующее ей удлинение образца можно измерить в эксперименте и вычислить модуль Юнга по формуле (17.1).

При деформации растяжения наблюдается также уменьшение диаметра образца. Если Δ d = d - d ₀ – абсолютное изменение диаметра образца, то величина называется относительной поперечной деформацией. Величина

называется коэффициентом Пуассона. Модуль Юнга, модуль сдвига G и коэффициент Пуассона m связаны между собой уравнением:

.

Значения модулей упругости для некоторых материалов приведены в таблице 2 приложения.

Дата добавления: 2015-07-20