Инфоурок Физика Другие методич. материалыЛабораторная работа по физике "Измерение модуля Юнга резины"

Лабораторная работа по физике "Измерение модуля Юнга резины"

Скачать материал

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

ИЗМЕРЕНИЕ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ (МОДУЛЯ ЮНГА) РЕЗИНЫ

 

Цель работы: измерить модуль упругости медицинской резины и построить график растяжения по вариантам.

Оборудование: набор гирь, линейка измерительная, штангенциркуль, резиновый образец с карабинами (звеньями).

Для работы следует использовать нерифленый медицинский жгут, применяемый для остановки кровотечений.

Теория по работе: §21 по учебнику

Трофимова, Т. И. Курс физики: учеб. пособие для вузов. — 11-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 560 с.

 

Диаграмма растяжения (краткая теория)

Для исследования деформации растяжения стержень (или жгут) подвергают растяжению, а затем измеряют удлинение образца и возникающее в нем напряжение. По результатам опытов вычерчивают график зависимости напряжения σ от относительного удлинения ε, получивший название диаграммы растяжения. Нормальное напряжение при растяжении (сжатии)  e-s представляет собой прямую линию (в условиях соблюдения закона Гука). Далеко не все материалы следуют этой идеальной картине, у ряда материалов: чугуна, бронзы, многих полимеров — зависимость e-s оказывается нелинейной с самого начала нагружения (ведь это физически нелинейные материалы).

 

Выполнение работы:

1. Измерить ширину а0 и толщину b0 резинового образца в недеформированном состоянии с помощью штангенциркуля и измерительной линейки. Вычислить площадь поперечного сечения S0.

2. Собрать экспериментальную установку.

3. Наметить на образце две метки А и В, измерить начальную длину образца l0 между двумя метками.

4. К жгуту подвешивают последовательно грузы массой 200, 400, 600 г и т.д. и для каждой нагрузки измеряют соответствующие деформации Δl резинового образца.

5. Важно – деформацию образца измерять через 1-2 мин после подвешивания груза (учитываем упругое последействие резины).

6. Результаты измерений и вычислений записать в заранее подготовленную таблицу 1.1.

Обработка результатов

1. Определить относительную деформацию (удлинение) ε (в долях) для каждой нагрузки

ε=Δl / l0,                                        (1.1)

 

где Δl – абсолютное удлинение, см, то есть разница между конечной и начальной длиной образца; l0 – начальная длина, см.

2. Найти механическое напряжение (в предположении, что площадь поперечного сечения образца при его удлинении не изменяется) σ0, Па:

 

σ0= F / s0,                                       (1.2)

 

где S0 – площадь недеформированного поперечного сечения, м2.

3. Определить напряжение с учетом уменьшения сечения в процессе удлинения σ, Па:

σ0(1+ ε)                                          (1.3)

 

где ε – относительное удлинение в долях.

4. По опыту, в котором расхождение между σ0 и σ составит примерно 5%, найти предел пропорциональности и соответствующее числовое значение относительной деформации. Тогда модуль упругости составит:

 

Е = σ / ε.                                          (1.4)

 

5. Сравнить полученное значение Е с табличными данными из физических справочников для резины

 

Етабл = (0,15-0,5)107                                  (1.5)

 

Экспериментальные данные и результаты обработки занести в табл.1.1.

Таблица 1.1

m,кг

F=mg, Н

l0, см

l, см

Δl, см

ε=Δl / l0

σ0=

F / s0, Па

σ =

σ0(1+ ε),

Па                                         

До деформации     а0 =             м;  b0 =        м;      S0=              м2

0,2

1,96

19,8

 

 

 

 

 

0,4

3,92

 

 

 

 

 

0,6

5,89

 

 

 

 

 

0,8

7,85

 

 

 

 

 

1

9,81

 

 

 

 

 

1,2

11,77

 

 

 

 

 

1,4

13,73

 

 

 

 

 

После деформации     а=             м;  b=        м;       S=              м2

 

6. Построить график по своему варианту и сделать еще и вывод по полученной графической зависимости (пример дан ниже).

7. Провести анализ табличных данных: как изменилось поперечное сечение жгута в ходе экспериментов, и при каком ε в % нужно учитывать зависимость сечения от деформации?


Распределение графиков по учащимся

 

Номер графика

Первые буквы фамилии

Вид зависимости у=f(х)

(значения из таблицы 1.1)

I

А - И

II

К - У

III

Ф - Я

 

Пример построения графика I вида  в MS Excel приведен ниже (выбрана диаграмма «Точечная» и проведена линия тренда с уравнением).

 

пример граф.jpg

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАБОТЫ

 

1. В каких единицах может измеряться давление? Единицы psi.

2. Расскажите о законе Гука и границах его применения.

3. Что показывает модуль Юнга?

4. Почему модуль Юнга имеет высокие десятичные множители?

5. Что называется механическим напряжением?

6. Какие деформации считаются упругими?

7. При какой деформации значения ε меньше нуля?

8. Какие механизмы испытывают деформацию растяжения?

9. В каких приборах используется явление упругой деформации?

10. Какие значения модуля упругости установил сам Юнг?

11. Как связаны между собой жесткость и модуль Юнга?

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал "Лабораторная работа по физике "Измерение модуля Юнга резины""

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 2 месяца

Хранитель музейных предметов

Получите профессию

Няня

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Краткое описание документа:

Файл представляет собой раздаточный материал, который выдается заранее ученикам для успешного выполнения лабораторной работы. Содержит краткую теорию, расчетные формулы, ход работы, графический материал и контрольные вопросы.

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 626 985 материалов в базе

Материал подходит для УМК

  • «Физика (базовый уровень)», Пурышева Н.С., Важеевская Н.Е., Исаев Д.А.; под ред. Пурышевой Н.С.

    «Физика (базовый уровень)», Пурышева Н.С., Важеевская Н.Е., Исаев Д.А.; под ред. Пурышевой Н.С.

    Тема

    §42. Механические свойства твёрдых тел

    Больше материалов по этой теме
Скачать материал

Другие материалы

Контрольная работа по теме "Молекулярно-кинетическая теория" (10 класс)
  • Учебник: «Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Парфентьевой Н.А.
  • Тема: Глава 8. Основы молекулярно-кинетической теории
  • 03.03.2022
  • 637
  • 1
«Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Парфентьевой Н.А.
Сценарий дистанционного урока на тему"Лабораторная работа «Изучение последовательного и параллельного соединения проводников».
  • Учебник: «Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Парфентьевой Н.А.
  • Тема: § 105. Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников
  • 02.03.2022
  • 393
  • 17
«Физика (базовый уровень)», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. / Под ред. Парфентьевой Н.А.

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 03.03.2022 5379
    • DOCX 89.3 кбайт
    • 39 скачиваний
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Бирзуль Алексей Николаевич. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Бирзуль Алексей Николаевич
    Бирзуль Алексей Николаевич
    • На сайте: 4 года и 2 месяца
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 14571
    • Всего материалов: 7

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Фитнес-тренер

Фитнес-тренер

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс повышения квалификации

Актуальные вопросы преподавания физики в школе в условиях реализации ФГОС

72 ч.

2200 руб. 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 217 человек из 64 регионов

Курс повышения квалификации

Теоретическая механика: векторная графика

36 ч. — 180 ч.

от 1580 руб. от 940 руб.
Подать заявку О курсе

Курс повышения квалификации

Организация проектно-исследовательской деятельности в ходе изучения курсов физики в условиях реализации ФГОС

72 ч. — 180 ч.

от 2200 руб. от 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 97 человек из 45 регионов

Мини-курс

Развитие детей: сенсорика, самостоятельность и моторика

3 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Реклама для роста бизнеса: эффективные стратегии и инструменты

6 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 32 человека из 18 регионов

Мини-курс

Искусство и техника: совершенствование в художественной гимнастике

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе