Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы

Закон Гука: при малых деформациях механическое напряжение σ прямо пропорционально относительному удлинению ε .     σ = Е·| ε |,    где Е – модуль упругости или модуль Юнга.

 

F

Механическое напряжение: s=    Относительное удлинение:

S

F     ℓ - ℓ ₀

Подставив эти значения в закон Гука, мы получим: = Е   

S       ℓ 0

 

e=

 

Þ

Dℓ

ℓ0

= ℓ - ℓ 0  

ℓ0

F × ℓ 0

E = S × (ℓ - ℓ 0

 

)

 

=ασ

 

 

.

 

Описание установки

Собрать экспериментальную установку по рисунку: на штатив подвесить резиновый шнур. Нанести карандашом метки А и В на резиновом шнуре, на расстоянии ℓ0.

 

 

Инструкция по выполнению лабораторной работы

1. Подготовить таблицу для записи измерений и вычислений.

№ п/п	Площадь поперечного сечения шнура (м2)	Расстояние между отметками ℓ0 (м)	Расстояние после деформации ℓ (м)	Деформирующая нагрузка F (Н)	Модуль упругости Е (Н/м2)
1.
2.

2. Подвесить деформационную нагрузку к резиновому шнуру, закреплённому на штативе.

3. Измерить расстояние ℓ между штрихами А и В в растянутом состоянии и определить нагрузку F.

4. Вычислить модуль Юнга (модуль упругости) по формуле:

 

Е

 

=

 

S

F × 0

× ( - 0

 

)

 

=

 

pД

4

F

2

×

× 0

( -

 

 

0

 

)

.

 

Версия: 1.0

Без подписи документ действителен 8 часов после распечатки. Дата и время распечатки: 01.09.2016, 17:07

Стр. 31 из 67

 

 

 

 

5. Записать все результаты измерений и вычислений в таблицу.

6. Повторить опыт с другой нагрузкой F2 и вычислить Е2.

 

7. Определить среднее значение модуля упругости Еср.: Еср.=

 

 

Е +

1

2

 

 

Е2

 

.

8. Определить погрешность измерений и вычислений: – абсолютная: ΔЕ = | Еср – Е |=

DЕ

– относительная: б =  .

Е

9. Исходя из цели работы, запишите вывод и ответьте на контрольные вопросы.

 

Контрольные вопросы

1. Что такое деформация?

2. Какие существуют виды упругих деформаций?

3. Сформулируйте закон Гука для изучаемых деформаций. Исходя из каких соображений

подбираются внешние нагрузки для проверки закона Гука?

4. Что называют механическим напряжением? (Определение, формула, ед.изм.)

5. Каков физический смысл модуля Юнга? От чего зависит эта величина?

6. Как влияет природа материала на модуль Юнга?

 

Порядок выполнения отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторной работе оформляется в тетрадях для лабораторных работ и должен

содержать:

1. название работы;

2. цель работы;

3. оборудование;

4. ход работы (включает рисунки, схемы, таблицы, основные формулы для определения величин, а так же расчетные формулы для определения погрешностей измеряемых величин);

5. расчеты - окончательная запись результатов работы;

6. вывод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Версия: 1.0

Без подписи документ действителен 8 часов после распечатки. Дата и время распечатки: 01.09.2016, 17:07

Стр. 32 из 67

 

 

 

 

Лабораторная работа № 11

ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

 

Цель работы: пронаблюдать на практике тепловое расширение твёрдых тел, научиться производить расчеты линейных и объемных изменений твердых тел при изменении их температуры; учиться       применять                       полученные              теоретические знания            к                       решению

практических задач и объяснять механизм теплового расширения тел на основе молекулярно-кинетической теории.

 

Студент должен:

уметь: объяснять диаграмму равновесных состояний и фазовых переходов; обрабатывать

результаты измерений; объяснять полученные результаты и делать выводы.

знать: свойства вещества в данном агрегатном состоянии на основе характера движения и

взаимодействия молекул, типы связей в кристаллах и виды кристаллических структур.

 

Обеспеченность занятия

Приборы и материалы : стержни (алюминиевый, стальной) штатив с лапкой и муфтой,

электрическая плитка, стакан с водой, штангенциркуль.

Раздаточные материалы: методические рекомендации для выполнения лабораторных работ студентами по дисциплине «Физика».

 

Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы

Тепловым расширением называется увеличение линейных размеров тела и его объема, происходящие при повышении температуры.

Расширение твердого тела вдоль одного его измерения называется линейным.

Величина, показывающая, на какую долю начальной длины, взятой при 00С, увеличивается длина тела от нагревания его на 10С, называется коэффициентом линейного

 

расширения и обозначается через α. α =        α= ( 1/ΔТ) × ( Δℓ / ℓ ), где Δℓ=ℓ-ℓ_0, ΔТ=Т-Т_0,

ℓ=ℓ₀(1+αΔТ)

Увеличение объема тел при нагревании называется объемным расширением.

Объемное расширение характеризуется коэффициентом объемного расширения и

обозначается через β .      β =         β=(1/ΔТ)×ΔV /V _0,  V =V ₀ (1+βΔT )

Коэффициентобъемногорасширениятвердоготеларавен                           утроенному

коэффициенту линейного расширения , т.е β = 3 α.

 

Описание установки

Испытываемый образец нагревается в стакане с водой, находящейся на электрической плитке. Измерение длины нагретого образца по сравнению с его первоначальной длиной (при комнатной температуре) измеряется штангенциркулем и вводится в известную формулу для определения линейного расширения.

Видео   эксперимента:   http://www.youtube.com/watch?v=6uDL-

KX7Tqw.

---

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 418; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!