Лабораторная работа «Определение модуля упругости резины (модуль Юнга)»

Лабораторная работа

Определение модуля упругости резины (модуль Юнга)

Цель работы: научиться вычислять модуль упругости резины (модуль Юнга).

Приборы: резиновый жгутик, динамометр, измерительная линейка.

Ход  работы:

1.           Измерить длину резинового жгутика в нерастянутом состоянии (l₀);

2.           Прикрепить жгут к динамометру, приложить к линейке и растянуть на несколько сантиметров;

3.           Измерить полученную длину (l)   и показания динамометра (F) в растянутом состоянии жгутика;

4.           Измерить линейкой диаметр резинового жгута (d);

5.           Результаты измерений записать в таблицу:

№	l0	l	∆l	d	S	F	E	Eср	∆Е	∆Eср
	м	м	м	м	м2	Н	МПа	МПа	МПа	МПа
1
2
3

Формулы для вычислений:

1. Вычислить площадь сечения резинового жгутика S=d²

 или S=π/4 · d²;

2.  Вычислить абсолютное удлинение резинового жгута ∆l = l – l₀

       3. Используя  формулу  закона Гука, вычислить модуль упругости резины

F/S=E |∆l| / l₀   =>  E =  Fl₀ /S∆l

4. Вычислить абсолютную погрешность

E_ср = (E₁ +E₂ +E₃) /3

∆E = | E_ср – E|    

∆E_ср =  (∆E₁+∆E₂+∆E₃)/3

       Ответ: записать в виде  E_ср ∓ ∆E_ср 

Вывод.

1. Какие практические навыки я получил.

2.  Оценка правдоподобности результата.  Сравнение экспериментальных данных с табличными.

Материал	Модуль упругости, МПа
Сталь	200000
Алюминий	70000
Стекло	70000
Дерево	10000
Вода	2030
Резина	5

Контрольные вопросы:

1. Полено легче разрубить вдоль волокон, чем поперек их. Почему?

2. Почему велосипедные спицы расположены не точно по радиусам?

3. Почему быстро летящая пуля пробивает в пустом пластмассовом стакане лишь два маленьких отверстия, а стакан, наполненный водой, разбивается вдребезги?

Критерии оценивания работы:

оценка "5"   ставится, если  учащийся правильно произвел все расчеты, ответил на все вопросы;

оценка "4"  ставится,  если  учащийся правильно произвел все расчеты, ответил на все вопросы, но допустил одну негрубую ошибку;

оценка "3" ставится,  если  учащийся правильно произвел все расчеты, заполнил таблицу, но не ответил на вопросы.

Краткое описание документа:

Лабораторная работа «Определение модуля упругости резины (модуль Юнга)» проводится при изучении темы «Механические свойства твердых тел» общеобразовательной дисциплины «Физика», которая является частью образовательной предметной области «Естественные науки» и изучается в общеобразовательном цикле в пределах освоения профессиональной образовательной программы на основе требований федерального государственного стандарта среднего общего образования на базе основного общего образования с получением среднего общего образования. Лабораторная работа «Определение модуля упругости резины (модуль Юнга)» выполняется обучающимися 1 курса, на проведение работы выделяется 2 часа. Обучающиеся изучают механические свойства резины, знакомятся с физической величиной, характеризующей способность твёрдого тела упруго деформироваться при приложении к нему силы. При выполнении работы студенты сравнивают различные показатели модулей упругости твердых тел и делают вывод, что механические свойства резин являются следствием их высокоэластического состояния.