lab11.pdf

Imię i Nazwisko:

Jakub Janczak

ROK I GRUPA 1 ZESPÓŁ

EAIiE

Pracownia

fizyczna I

TEMAT:

Wyznaczanie modułu Younga

Nr ćwiczenia

Data

wykonania:

Data

oddania:

Zwrot do

poprawy:

Data

oddania:

Data

zaliczenia:

OCENA

9 III 2004r.

Wstęp teoretyczny

Jeśli na jakieś ciało wywrzemy pewną siłę to może ono ulec odkształceniu - deformacji.

Może ono mieć postać związaną ze zmianą objętości - odkształcenie objętościowe lub też

ze zmianą kształtu ciała - odkształcenie postaci. Siła odkształcająca powoduje zmianę

odległości między cząsteczkami. Przeciwdziałają się temu siły międzycząsteczkowe, które

w tym przypadku są siłami sprężystości. Są one równe co do wartości, ale przeciwnie

skierowane do sił odkształcających. Siła międzycząsteczkowa rośnie liniowo wraz z

odkształceniem. Opisuje to prawo Hooke’a:

S  l

− naprężenienormalne − stosuneksiłynormalnejdopolaprzekroju [ N / m 2 ]= F

− względnewydłużenie − stosunekprzyrostudługościdodługościpoczątkowej =  l

l 0

E = 

 = Fl 0

Moduł Younga - zależy on od rodzaju odkształcenia materiału, temperatury oraz od

obróbki termicznej i mechanicznej materiału. Na jego podstawie możemy się zorientować

o wielkości sił wewnętrznych (sprężystych) w danym materiale.

Często w tablicach podaje się współczynnik K który wyraża się wzorem:

K = 1

W momencie ustania działania zewnętrznej siły odkształcającej siły napięć wewnętrznych

spowodują powrót do swych pierwotnych wydłużeń. Nastąpi to jednak wtedy gdy siła

odkształcająca nie przekroczy pewnej granicy sprężystości. W przeciwnym bowiem razie

doznane odkształcenia ciała nie ustąpią z chwilą zniknięcia sił zewnętrznych. Takie

odkształcenie nazywamy plastycznym.

Prawo Hooke’a jest słuszne jedynie w odniesieniu do odkształceń sprężystych a więc

znikających z działaniem sił zewnętrznych.

W naszym doświadczeniu nie przekraczamy progu sprężystości więc do wyznaczenia

modułu Younga będziemy stosować prawo Hooke’a.

Po przekształceniu wzoru opisującego prawo Hooke’a i uwzględnieniu zależności p = F/S

otrzymujemy:

Mając daną rozciągającą siłę zewnętrzną, powierzchnię przekroju i długość ciała, oraz

mierząc wydłużenie Dl jesteśmy w stanie wyznaczyć moduł Younga dla danego materiału.

Zakres stosowalności prawa Hooke’a

Prawo Hooke’a nie jest prawem stuprocentowo ścisłym. Dla materiałów sprężystych (np.

guma) stosuje się ono do stosunkowo największych odkształceń. Jednak i tak, prędzej czy

później, zwiększenie siły wyprowadzi odkształcane ciało z obszaru proporcjonalności (czyli

właśnie stosowalności tego prawa).

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: