УРОКИ ФІЗИКИ У 10 КЛАСІ.
МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА

ФІЗИЧНИЙ ПРАКТИКУМ*

 

Практична робота № 5

Тема. Визначення модуля пружності гуми

 

Мета: експериментально перевірити закон Гука і визначити модуль пружності гуми.

Прилади і матеріали: гумова смужка завдовжки 20-30 см; набір важків по 102 г; вимірна лінійка з ціною поділки 5 мм/под; штатив універсальний з муфтою і лапкою; штангенциркуль.

Теоретичні відомості

Під час деформації тіл виникає сила пружності. За малих деформацій сила пружності створює механічну напругу σ, прямо пропорційна відносній деформації ε. Ця залежність називається законом Гука і має такий вигляд:

де σ = F/S; F — сила пружності; S — площа поперечного перерізу зразка;  l - l0 — абсолютна деформація; l0 — початкова довжина зразка; l — довжина розтягнутого зразка; Е = σ/ε —модуль пружності (Юнга). Він характеризує здатність матеріалу протидіяти деформації і чисельно дорівнює механічній напрузі при ε = 1 (тобто коли l = 2l0). Реально такої деформації не витримує жодне тверде тіло і руйнується. Уже за значної деформації вона перестає бути пружною і закон Гука не виконується. Чим більший модуль Юнга, тим менше деформується стрижень за інших однакових умов (однакових F, S, l0).

 

ХІД РОБОТИ

1. Штангенциркулем виміряйте діаметр D гумової смужки і обчисліть її площу поперечного перерізу за формулою:

image149

2. Закріпіть вільний кінець гумової смужки в штативі і виміряйте за допомогою лінійки її початкову довжину l0 від нижнього краю лапки штатива до місця кріплення тягарця.

3. Підвішуючи до нижньої петлі по черзі тягарці (рис. 1), вимірюйте щоразу нову довжину гумової смужки l. Обчисліть абсолютне видовження смужки: l - l0.

 

 

Рис. 1

 

4. Визначте прикладену силу F = mg, де g = 9,8 м/c2. Результати запишіть в таблицю.

 

№ досліду

F, H

l, м

ll0, м

σ, Па

ε

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

5. За одержаними даними побудуйте графік залежності механічної напруги σ від відносного видовження ε.

6. Виділіть на графіку прямолінійну ділянку і в її межах обчисліть модуль пружності за формулою:

7. Обчисліть відносну і абсолютну похибки вимірювань модуля Юнга для однієї з точок, що належить прямолінійній ділянці графіка, за формулами:

image152

де ΔF = 0,05 Н, Δl = 1,5 мм, ΔD = 0,1 мм; ΔE = Eε.

8. Запишіть результат у вигляді:

9. Зробіть висновок про виконану роботу.

 

Контрольні питання

1. Чому модуль Юнга виражається таким великим числом?

2. Чому практично неможливо визначити модуль Юнга прямими вимірами за означенням?






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.