Лабораторна робота №2.

Тема: «Одержання діаграм розтягу та стиснення біологічних тканин»

Мета роботи: Одержання діаграм розтягу та стиснення біологічних тканин. Дослідження в’язко-пружних властивостей біологічних тканин.

Обладнання: штатив, волосина, динамометр, мікрометр, лінійка.

пропорційна модулю відносного поздовження;

б) ділянка АВ -закон Гука вже не виконується;

в) ділянка ВС – текучість матеріалу;

1) Для ряду зразків (колаген, волосина, кістка, шкіра) при збільшенні деформацій жорсткість при розтягненні зменшується, тобто модуль Юнга зменшується. Межа пружніх деформацій порядка 5%, після чого матеріал починає «текти» без помітного збільшення напруження у зразку (а).

2) Для інших (еластин, м’яз, стінка судини) жорсткість при розтягненні різко збільшується, а Е зростає, такий характер зміни спостерігається аж до руйнації зразка. Руйнування може відбутись при видовженні зразка більше ніж в два рази (для еластину), або на 15 – 20% (для судин). Зона текучості на таких діаграмах проявляється слабо (б).

Діаграми деформацій, отримані в діапазоні фізіологічних змін довжин, як правило, нелінійні. За браком часу визначіть модуль Юнга для одного зі значень відносної деформації за формулою:

Е = σ/ε = 4Fl/𝜋d²(l – l₀) (1)

Межа міцності σ_max визначається величиною максимального напруження, при якому відбувається руйнування матеріалу.

Практичні завдання.

1.Закріпіть в лапці штатива волосину.

2.Нанесіть на волосину дві позначки на певній відстані (наприклад, l₀ = 4 см).

3.Розтягніть волосину з певною силою за допомогою динамометра, вимірюючи одночасно силу F.

4.Виміряйте при цьому значенні сили відстань між позначками l.

5.Виміряйте діаметр d волосини мікрометром.

6.За формулою (1) визначіть модуль Юнга.

7.Побудуйте діаграму розтягнень, вимірявши кілька разів необхідні параметри.

8.Розтягуючи волосину динамометром, спостерігайте текучість волосини, виміряйте максимальну силу, за якої відбувається розрив волосини.

9.Визначіть σ_max за формулою:

σ_max = F_max/S.

Контрольні запитання.

1.Дайте означення деформації, які ви знаєте види деформацій?

2.Що таке механічна напруга? абсолютна і відносна деформації?

3.Сформулюйте закон Гука.

4.Що характеризує модуль Юнга?

5.У яких границях діаграми розтягу діє закон Гука?

6.Назвіть пружні біологічні матеріали.

7.Задача. Стегнова кістка собаки має довжину 25см і переріз 3см². Визначіть силу пружності при стисканні кістки на 0,5мм, якщо модуль Юнга дорівнює

2 ∙ 10¹⁰ Па.(12кН)

8.Задача. За стосувавши попередні дані, визначіть роботу, що виконується пристисканні стегнової кістки собаки (робота буде дорівнювати зміні потенціальної єнергії кістки, що знаходиться за формулою ΔW = E∙S∙(Δl)²/2l). (3Дж)

Дата добавления: 2015-09-03