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

, 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;

Остаточно формула для визначення модуля Юнга має вигляд:

Вагу вантажів визначають динамометром, діаметр шнура - штангенциркулем, відстань між позначками А і В - лінійкою. Відносну й абсолютну похибки вимірювання модуля Юнга визначають за формулами

Похибкою = 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).

Виміряно | Обчислено

1о,

м | 1,

м | D,

м | F,

Н | іl,

м |

0l, м |

l,

м |

іD, м |

0D, м |

D, м |

іF, м |

0D, м |

F, м |

E,

Н |

,

% |

Е,

Па

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: Порівняти цей результат з табличним.

Контрольне запитання

Чому модуль Юнга виражається таким великим числом?