Порядок выполнения работы. 1. Измерьте длину стержня между ребрами стальных призм, на которые опирается стержень, и геометрические размеры сечения стержня

1. Измерьте длину стержня между ребрами стальных призм, на которые опирается стержень, и геометрические размеры сечения стержня. Полученные данные занесите в табл. 4.1.

2. На середину стержня подвесьте приспособление для размещения грузов. Острие индикатора подведите под нижнюю грань стержня так, чтобы оно касалось стержня. Для этого, если требуется, переместите индикатор на нужную величину. Шкалу индикатора поверните так, чтобы в отсутствие грузов на подвеске стрелка индикатора совпадала с нулевым делением шкалы.

3. Подвесьте один груз и определите стрелу прогиба по формуле

l = Сn ₁,

где С – цена малого деления индикатора (указана на шкале индика-

тора), равная 0, 01 мм;

n ₁ – число малых делений по индикатору при нагрузке.

Сила деформации () равна весу грузов:

где – масса груза;

– ускорение свободного падения.

Например, для груза массой 100 г (0, 1 кг) имеем:

= 0, 1 кг 9, 8 м/с² = 0, 98 Н.

4. Опыт повторите два раза при той же длине стержня, но при других нагрузках.

5. Результаты измерений запишите в табл. 4.1 выразив силу деформации F в ньютонах, стрелу прогиба l – в метрах.

6. Опыт повторите со стержнями другого материала и сечения (по указанию преподавателя). На основании полученных вычислений модуля упругости сделайте вывод по данной работе.

7. Модуль упругости (Юнга) вычислите по формулам (4.11), (4.12), (4.13), (4.14) в зависимости от формы сечения стержня и запишите его значение в табл. 4.1 в паскалях или в килопаскалях (1 Н/м² = 1 Па, 1 кПа = 10³ Па).

8. Найдите среднее значение модуля Юнга для каждого материала по формуле

,

где N – число опытов.

Отклонения от среднего значения в каждом опыте и среднее значение отклонений . Результаты вычислений занесите в табл. 4.1.

9. Постройте график зависимости стрелы прогиба от внешней нагрузки, откладывая по оси ОХ нагрузку F, а по оси ОY – стрелу прогиба l.

 

Т а б л и ц а 4.1. Результаты измерений и вычислений

 

№ п.п.	Материал стержня –
Профиль стержня: l = м, а = м, b = м
F, Н	l, м	E, Па	E ср, Па	Па	DЕ ср, Па

Контрольные вопросы

1. Назовите виды упругих деформаций.

2. Сформулируйте закон Гука.

3. Опишите деформацию изгиба.

4. Опишите деформацию одностороннего растяжения.

5. Поясните физический смысл модуля упругости (Юнга).

6. Объясните расхождения между табличными значениями модуля упругости (приложение 1) и значениями, полученными вами в данной работе.