Вимірювання модуля пружності (модуля Юнга) гуми
Обладнання, необхідні вимірювання, засоби вимірювань
Установка для вимірювання модуля Юнга гуми складається зі штатива з муфтою і лапкою, гумового шнура, вантажів.
Модуль Юнга обчислюють за формулою
EMBED Equation.3 , яку вивели із закону Гука.
Тут Е - модуль Юнга; F - сила пружності, що виникає в розтягнутому шнурі і яка дорівнює вазі прикріплених до шнура вантажів; S - площа поперечного перерізу деформованого шнура; lo - відстань між позначками А і В на нерозтягнутому шнурі; 1 - відстань між цими ж позначками на розтягнутому шнурі. Якщо поперечний переріз шнура має форму круга, то площа перерізу виражається через діаметр шнура;
EMBED Equation.3
Остаточно формула для визначення модуля Юнга має вигляд:
EMBED Equation.3
Вагу вантажів визначають динамометром, діаметр шнура - штангенциркулем, відстань між позначками А і В - лінійкою. Відносну й абсолютну похибки вимірювання модуля Юнга визначають за формулами
EMBED Equation.3
Похибкою EMBED Equation.3 = 3,14 можна знехтувати.
Підготовка до виконання роботи
1. Підготовити бланк звіту з таблицею для записування результатів вимірювання й обчислень (інструментальні похибки визначають за допомогою таблиці 1).
2. Скласти експериментальну установку.
3. Зробити олівцем позначки на гумовому шнурі.
Виконання експерименту, обробка результатів вимірювань
1. Виміряти відстань між позначками А та В на не розтягнутому шнурі.
2. Визначити загальну вагу вантажів і підвісити їx до нижнього кінця шнура. Виміряти відстань між рисками на шнурі і діаметр шнура в розтягнутому стані.
3. Обчислити модуль Юнга гуми: відносну і абсолютну похибки вимірювання модуля Юнга.
4. Записати добутий результат: EMBED Equation.3 Порівняти цей результат з табличним.
Контрольне запитання
Чому модуль Юнга виражається таким великим числом?