Лабораторная работа № 4 Измерение модуля упругости (модуля Юнга) резины Цель работы: Экспериментально определить модуль упругости материала. Оборудование: штатив, набор грузов по 100 г, резиновый образец, измерительная линейка .Выполнению работы: 1. Измерьте расстояние между метками нерастянутом шнуре- 15 см 2. Определите ширину и толщину резинового образца, ширина 2см, толщина 1мм 3. Рассчитать площадь образца по формуле 4. Подвесьте к резине груз массой m = 200г. Измерьте линейкой новое расстояние между метками -17 см 5. Вычислим силу тяжести по формуле 6. Найдем абсолютное удлинение по формуле 7. Найдем относительное удлинение по формуле 8. Найдем механическое напряжение по формуле 9. По закону Гука найдем модуль упругости резины 10. Заполним таблицу
Для этого нам понадобится следующее оборудование: штатив, набор грузов массой 100 г, резиновый образец и измерительная линейка.
Прежде чем приступить к эксперименту, мы должны измерить расстояние между метками на нерастянутом шнуре. В нашем случае это расстояние равно 15 см.
Затем мы определим ширину и толщину резинового образца. Ширина образца составляет 2 см, а толщина - 1 мм.
Нам необходимо рассчитать площадь образца по формуле. Для этого у нас есть ширина и толщина. Площадь образца равна произведению ширины и толщины: S = 2 см * 1 мм = 0,2 см^2.
Теперь мы подвесим к резине груз массой 200 г. Измерим новое расстояние между метками с помощью линейки. В нашем случае это расстояние равно 17 см.
Теперь мы можем вычислить силу тяжести, действующую на наш образец, по формуле. Сила тяжести равна массе груза, умноженной на ускорение свободного падения: F = m * g. В нашем случае это будет 200 г * 9,8 м/с^2 = 1960 дин.
Найдем абсолютное удлинение, используя формулу. Абсолютное удлинение равно разности нового и старого расстояний между метками: ΔL = 17 см - 15 см = 2 см.
Теперь найдем относительное удлинение, используя формулу. Относительное удлинение равно абсолютному удлинению, деленному на изначальное расстояние между метками: ε = ΔL / L. В нашем случае это 2 см / 15 см = 0,133.
Мы можем также найти механическое напряжение при помощи формулы. Механическое напряжение равно силе, действующей на образец, деленной на площадь образца: σ = F / S. В нашем случае это 1960 дин / 0,2 см^2 = 9800 дин/см^2.
И, наконец, по закону Гука мы найдем модуль упругости резины. Модуль упругости равен относительному удлинению, умноженному на механическое напряжение: E = ε * σ. В нашем случае это 0,133 * 9800 дин/см^2 = 1305,4 дин/см^2.
Таким образом, мы определили модуль упругости резины в нашем эксперименте. Для дальнейшего анализа и заполнения таблицы, необходимо повторить эти шаги для разных значений грузов и записать полученные результаты.