Задания и указания к их выполнению:

Задание 1: Определение модуля Юнга по прогибу стержня сосредоточен­ной нагрузкой.

Для определения модуля Юнга при выполнении данного задания ис­пользуется установка схема, которой приведена на рис. 1.

Рис. 1

В данном случае образец, в виде бруска, свободно опирается на две призмы. Изменяя нагрузку, действующую на образец, производят измере­ние величины стрелы прогиба . Величина прогиба измеряется с помощью микрометра, снабженного электрическим индикатором контакта. По заго­ранию индикаторной лампочки можно судить о наличии соприкосновения микрометра с поверхностью образца. Однако отсчет микрометра, соответ­ствующий моменту замыкания цепи, не вполне точен, так как рука может продолжать вращать винт микрометра и после достижения контакта. По­этому рекомендуется брать среднее из двух показаний: при замыкании и размыкании цепи. Для более точного отсчета, образец предварительно на­гружают массой 0,5 кг, которую в дальнейшем не учитывают. Нагрузка изменяется путем увеличения числа грузов, помещаемых на площадку.

При выполнении данного задания снимают зависимость величины стрелы прогиба от внешней нагрузки и строят график, по которому определяют модуль Юнга. Рекомендуется снимать значения стрелы прогиба, как в прямом, так и в обратном (снимая грузы) направлениях. Результаты эксперимента занести в таблицу.

Задание 2: Определение модуля Юнга методом двух подвесов.

При выполнении данного задания величину абсолютной деформации определяют из сравнения длин проволок, которые подвергнуты различно­му воздействию. Схема экспериментальной установки приведена на рис.3

Рис. 3

Из рисунка видно, что проволоки первоначально имеют одинаковую длину. Между проволоками расположен уровень М, который укреплен на рамке, связанной с концами проволок АВ и CD. Один конец уровня опира­ется на микрометрический винт. Если к проволоке АВ подвесить груз, то она под действием этого груза деформируется и при этом пузырек уровня сместится из соответствующего положения равновесия. Для возвращения уровня в положение равновесия, необходимо вращением винта микромет­ра вернуть пузырек в исходное положение. Разность показаний и даст зна­чение величины абсолютной деформации.

Перед началом измерения проволоки необходимо выпрямить, для чего к ним подвешивают грузы массой 1 кг, которые во время выполнения работы не снимают, и, вращая винт микрометра, пузырек устанавливают посередине. Затем нагружают проволоку АВ (m = 1,2,3 кг).

Проволока АВ удлиняется и нарушается равновесие уровня М. Дли­на проволоки АВ и CD равна 2350 1 мм.

После выполнения задания все грузы обязательно необходимо снять.

Для получения зачета необходимо:

1. Представить отчет по установленной форме.

2. Уметь отвечать на вопросы типа:

• Каков физический смысл модуля Юнга? Единицы измерения.

• Показать графически зависимость деформации от напряжения и ука­зать область напряжений, в которой имеет место Закон Гука.

• Пользуясь диаграммой указать область пластической деформации, область текучести материала, область, соответствующую пределу проч­ности материала.

• Изобразить графически вид кривых «напряжение-деформация» для пластических и хрупких тел.

• Перечислить разновидность деформаций и записать закон Гука для каждой из них.

• Вывести формулу энергии упругой деформации для случая дефор­мации растяжения (сжатия).

• Физический смысл коэффициента Пуассона. Чему равно максималь­ное значение коэффициента Пуассона?

• Записать формулу, связывающую модуль Юнга с модулем сдвига.