Πώς να βρείτε το μέτρο του Young για Copper Wire

Κατανοώντας τις φυσικές ιδιότητες των δομικών υλικών είναι ζωτικής σημασίας και για τις δύο αρχιτέκτονες και μηχανικούς στο σχεδιασμό της δομής . Διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετικές απαντήσεις σε τόσο άγχος και την πίεση . Η σχέση μεταξύ της πίεσης και παραμόρφωσης ενός υλικού παριστάνεται ως μέτρο του Young . Το άγχος είναι η δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο διαιρούμενο με το εμβαδόν της εγκάρσιας διατομής , ενώ το στέλεχος σε ένα αντικείμενο είναι η επέκταση ενός αντικειμένου διαιρείται με το φυσικό μήκος του. Μέτρο του Young είναι ο λόγος της τάσης σε στέλεχος της object.Things Θα πρέπει
Ρολό σύρμα χαλκού
βίδα μικρόμετρο μετρητή
πίνακα
Clamp -on τροχαλία
G - σφιγκτήρα
εφημερίδα
κρεμάστρα Βάρος
Λευκή ετικέτα
μετρητή ραβδί
100g τρυπητή μάζες
Υπολογιστής

Εμφάνιση Περισσότερες οδηγίες
Set - up και Συλλογής δεδομένων

1

Μετρήστε το πάχος του σύρματος χαλκού χρησιμοποιώντας το μικρόμετρο . Καταγράψτε τη διάμετρο του σύρματος στο εργαστήριο notebook σας . Μετρήστε τη διάμετρο τουλάχιστον πέντε σημεία κατά μήκος του σύρματος για να αποκτήσετε μια αντιπροσωπευτική μέση διάμετρο . 2

Τοποθετήστε μια τροχαλία από την πλευρά του ένα τραπέζι κοντά στο τέλος .
Η
3

Κόψτε ένα κομμάτι σύρμα μήκους 2 μέτρων και στερεώστε το ένα άκρο στο τραπέζι 1,5 μέτρα πίσω από την τροχαλία με τη χρήση του G - σφιγκτήρα . Εκτελέστε το καλώδιο από την τροχαλία και θα του επιτρέψει να κρεμάσετε προς το πάτωμα .
Η 4

Τοποθετήστε κάποια εφημερίδα στο πάτωμα κάτω από την τροχαλία .
5

Συνδέστε μια κρεμάστρα βάρος σε το άκρο του σύρματος . Επισυνάψτε μια λευκή ετικέτα στο τέλος της κομμάτι σύρμα .
Η 6

Τοποθετήστε ένα ραβδί μετρητή δίπλα στο άκρο του καλωδίου . Χρησιμοποιήσει την ετικέτα στο σύρμα για να βρει το μήκος του σύρματος. Η επιμήκυνση του σύρματος κατά την διάρκεια του πειράματος μπορεί να βρεθεί με μετρήσεις της κίνησης του άκρου της ετικέτας .
Η 7

Τοποθετήστε ένα 100g βάρος επί του βάρους κρεμάστρα και καταγράφεται το βάρος και την απόσταση της κίνησης. καλής ποιότητας 8

Αφαιρέστε τα βάρη κάθε φορά που ολοκληρώνετε την καταγραφή του βάρους , για να δούμε αν οι αποδόσεις σύρμα στο αρχικό μήκος του .
Η 9

Συνεχίστε προσθέτοντας βάρη και καταγραφή των δεδομένων για κάθε νέο πρόσθετο βάρος μέχρι τα διαλείμματα σύρμα . Κάθε φορά που προσθέτετε βάρη , τοποθετήστε απαλά στην κρεμάστρα .
Εικόνων Υπολογισμοί
Η 10

Υπολογίστε το μέσο πάχος του σύρματος χαλκού με βάση τις πέντε μετρήσεις που πήρατε . Για παράδειγμα , ας υποθέσουμε συλλέγονται τα ακόλουθα πάχος μετρήσεις για το σύρμα χαλκού σε πέντε διαφορετικά σημεία κατά μήκος του μήκους του καλωδίου : 2.13 , 1.96 , 2.07 , 2.20 και 2.17 μικρά. Συνοψίζοντας τα πέντε μετρήσεων και διαιρούμε με πέντε για να δώσει τη μέση διάμετρο του σύρματος χαλκού. Η μέση διάμετρος είναι 2.106 μικρόμετρα . Μετατροπή μικρόμετρα σε μέτρα με τη χρήση 1 μικρόμετρο ισούται με 1 x 10 ^ -6 μέτρα . Η μέση διάμετρος του σύρματος χαλκού είναι 2,106 x 10 ^ -6 μέτρα.
Η 11

Υπολογίστε την περιοχή εγκάρσιας διατομής του σύρματος χαλκού χρησιμοποιώντας τον γεωμετρικό τύπο , περιοχή = pi * ακτίνα ^ 2 . Χρήση ακτίνας ισούται με 1/2 της διαμέτρου . R = d /2 = 2.106 χ 10 ^ -6 /2 = 1,053 x 10 ^ -6 μετρητή . Υπολογίστε την περιοχή από το τέλος του σύρματος χαλκού , A = π * r ^ 2 = π * ( 1.053 x 10 ^ -6 ) ^ 2 = π * 1.109 x 10 ^ -12 = 3,48 x 10 ^ -12 μέτρων ^ 2 . Η περιοχή από το τέλος του σύρματος είναι η περιοχή της εγκάρσιας τομής .
Η 12

Βρείτε το άγχος για το σύρμα χαλκού με τη χρήση του στρες = F * περιοχή . Η F = 100g * αριθμός των βαρών * βαρύτητας . Για παράδειγμα , η δύναμη που συνδέεται με το πέμπτο βάρος κρέμεται από το σύρμα είναι ίση με , F = 5 * 100g * 9,8 m sec ^ 2 . Δύναμη χρησιμοποιεί μονάδες Newton , οι οποίες είναι kg /m ^ 2 . Μετατρέψτε το βάρος σε kg και να λύσει για τη δύναμη . 100g = 0,1 kg . F = 5 * 0,1 * 9,8 = 4,9 N /m ^ 2 .
Η 13

Βρείτε την καταπόνηση του καλωδίου χρησιμοποιώντας στέλεχος = x /L , όπου x είναι το τέντωμα του σύρματος και L είναι η αρχικό μήκος του σύρματος. Για παράδειγμα , ας υποθέσουμε ότι μετά την τοποθέτηση πέντε βάρη 100g στην κρεμάστρα , το μήκος σύρματος μετρούμενη 1,16 m με ένα αρχικό μήκος 1,15 m . Στέλεχος = .01 /1,15 = 8,7 x 10 ^ -3 .
Η 14

Μέτρο Υπολογίστε Young, διαιρώντας το άγχος από την πίεση . Για παράδειγμα , στο σημείο όπου προστίθεται βάρος είναι 0,5 kg, η πίεση είναι 4,9 και το στέλεχος είναι 8.7 χ 10 ^ -3 . Μέτρο Young = τάση /παραμόρφωση = 4,9 /8,7 χ 10 ^ -3 = 563.21 N /m ^ 2 . Η καλύτερη τιμή για το μέτρο του Young βρίσκεται με τη γραφική αναπαράσταση τάσεων σε σχέση με στέλεχος για όλα τα σημεία δεδομένων και τον υπολογισμό της κλίσης της προκύπτουσας ευθείας που ταιριάζει καλύτερα .
Εικόνων