4 - Wyznaczanie modułu Younga metodą rozciągania drutu i strzałki ugięcia pręta.doc

1. Cel ćwiczenia.

      Celem ćwiczenia było doświadczalne wyznaczenie modułu Younga oraz określenie błędu wyznaczenia modułu Younga metodą różniczki zupełnej

      Wiemy że działaniu sił zewnętrznych powodujących zmiany objętości lub kształtu badanego ciała towarzyszy zakłócenie rozkładu sił między cząsteczkowych, objawiające się pojawieniem się sił wewnętrznych zwanych siłami sprężystości.

      Odkształcenie ciała sztywnego pod wpływem sił zewnętrznych polega na przemieszczaniu się cząsteczek tego ciała z pierwotnego położenia równowagi w inne. Temu przemieszczaniu się przeciwdziałają siły wzajemnego oddziaływania między cząsteczkami.

      Wielkość fizyczną, równą liczbowo sile sprężystości F przypadającej na jednostkę powierzchni przekroju ciała, nazywamy naprężeniem s.

      Angielski fizyk R. Hooke stwierdził na drodze doświadczalnej, że naprężenie ciała sprężyście odkształconego jest proporcjonalne do względnego odkształcenia tego ciała:

gdzie:

              K - współczynnik sprężystości zależny od właściwości materiału z którego                                                                                wykonane jest ciało             

              e - odkształcenie względne.

     Nas, z powodu, iż mamy do czynienia z prętami o stosunkowo dużej powierzchni przekroju, interesować będzie zginanie ciała, które możemy rozpatrywać jako równoczesne ściskanie górnej i rozciąganie dolnej powierzchni. Miarą odkształcenia jest strzałka ugięcia H (odległość między środkową warstwą pręta przed i po odkształceniu).

     Z prawa Hooke’a wynika następujący wzór na wartość strzałki ugięcia dla pręta o długości l i przekroju w kształcie prostokąta o podstawie a i wysokości h.

gdzie: E - moduł Younga dla danego materiału.

2. Tabelki pomiarowe.