I WB
Data :
13.04.2011
Ćwiczenie nr 18
WYZNACZANIE MODUŁU YOUNGA
Ocena :
Uwagi:
Wprowadzenie teoretyczne
Siły działające na Ciało mogą wywoływać jego odkształcanie, które polega na przemieszczaniu się cząstek tego ciała z pierwotnego położenia równowagi w inne położenie. Wyróżnia się odkształcenia sprężyste oraz plastyczne. 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.
s=F/S, [s]=N/m2=Pa
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.
Natomiast miarą odkształcenia pręta 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:
E - moduł Younga dla danego materiału
h – grubość pręta mierzona kierunku działania siły F
l- długość pręta mierzona między krawędziami podparcia pręta.
Przekształcając powyższe równanie otrzymujemy wzór na moduł Younga:
Moduł Younga jest naprężeniem wywołującym przyrost długości równy długości początkowej.
II. Tabele pomiarów:
Rodzaj pręta
Długość l
[m]
Wartość średnia a
Wartość średnia h [m]
Aluminium
0,461
0,0112
0,01126
Żelazo
0,478
0,0172
0,0081
Miedź
0,320
0,0199
0,0051
TABELA POMIARÓW II
Nr pomiaru
Obciążenie
F [N]
H1
[mm]
H2
Hśr
F/H
[N/m]
Wartość średnia
F/H [N/m]
E
N/m2
Al.
1
2
3
4
5
6
9,81
19,62
29,43
39,24
49,05
58,86
0,19
0,39
0,59
0,76
0,94
1,11
0,2
0,41
0,000205
0,000390
0,000580
0,000760
0,000940
0,001120
47853,67
50307,69
50741,38
51631,58
52180,85
52553,57
50878,12
21094 x 107
Cu
0,28
0,57
0,86
1,16
1,45
1,75
0,27
0,56
0,85
1,47
1,73
0,000195
0,000570
0,000740
0,000910
0,001080
53027,03
53901,09
54500
52279,18
...
mrcnsowa