Файл: Отчет по дисциплине Физика (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану).docx
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 107
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра общей и технической физики
ОТЧЕТ
По дисциплине Физика
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема работы: Определение модуля упругости (модуля Юнга)
Выполнил: студент гр. НБШ-22 Чугуй К.А,
(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)
Оценка:
Проверил
руководитель работы: .
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
Санкт-Петербург
2023
1. Цель работы: определить модуль Юнга материала путем измерения прогиба стержня при механической нагрузке.
2. Схема установки:
Рис. 1- Схематическое изображение деформации балки методом изгиба.
1 - недеформированная балка, 2 - деформированная балка, A и B - точки опоры, F – нагрузка
Рис. 2- Зависимость нормального напряжения от деформации
3. Краткие теоретические сведения:
1.Упругая деформация — деформация, исчезающая после прекращения действий на тело внешних сил.
2. Пластическая деформация —деформация, неисчезающая после прекращения действий на тело внешних сил.
3. Абсолютная деформация- величина, равная изменению размеров тела, вызванному внешним воздействием.
4. Относительная деформация — это величина, равная относительному изменению какого-либо линейного или углового размера, площади сечения или участка граничной поверхности элемента, выделенного в деформируемом теле, или всего тела.
5. Механическое напряжение — это
физическая величина, которая выражает внутренние силы, которые соседние частицы в непрерывной среде оказывают друг на друга.
6. Закон Гука — утверждение, согласно которому, деформация, возникающая в упругом теле, пропорциональна приложенной к этому телу силе.
4. Основные расчетные формулы:
1.Теоретический расчет дает следующую формулу для определения модуля Юнга E:
, [E]=Па, [F]=H, [w]=мм, [L]=мм, [h]=мм
2. Относительная погрешность косвенных измерений E
, [Y]=мм, [ =Па, [F]=H, [E]=Па, [w]=мм, [L]=мм, [h]=мм.
3. Нормальное механическое напряжение
, [ =Па, [F]=H, [S]=м2
4. Сила тяжести
F=mg, [F]=H, [m]=г, [g]= m/c2
5. Абсолютная деформация
, мм
6. Относительная деформация
=. , [ ]=Па, [l]=мм.
7. Закон Гука для растяжения однородного стержня
=E , [ =Па, [E]=Па, [ ]=Па.
5. Погрешности прямых измерений:
1. 05 мм
2.
3.
4.
6. Исходные данные:
a – цена деления тензометра = 0,01
L- от А до В (точки опоры) = 39,5 см=0,395 м
Таблица 1
№ | h | hср | | w | wср | |
Ном. изм\ Ед. изм. | мм | мм | мм | мм | мм | мм |
1 | 10,15 | 10,198 | 0,048 | 3,05 | 3,056 | 0,056 |
2 | 10,15 | 10,198 | 0,047 | 3,05 | 3,056 | 0,056 |
3 | 10,20 | 10,198 | 0,043 | 3,10 | 3,056 | 0,047 |
4 | 10,25 | 10,198 | 0,04 | 3,10 | 3,056 | 0,047 |
5 | 10,25 | 10,198 | 0,04 | 3,10 | 3,056 | 0,046 |
Таблица 2
№ | Масса груза | F | n | Y | F/Y | | E | ||||||||||
Ном. изм\ Ед. изм. | кг | Н | делений | мм | Н/м | Н/м | Н/ 2 | ||||||||||
1 | 0,200 | 1,960 | 74 | 0,74 | 2648,64 | 3343,55 | 140,89* | ||||||||||
2 | 0,400 | 3,920 | 114 | 1,14 | 3438,60 | 3343,55 | 182,92* | ||||||||||
3 | 0,736 | 7,210 | 198 | 1,98 | 3678,70 | 3343,55 | 195,69* | ||||||||||
4 | 1,250 | 12,250 | 330 | 3,30 | 3641,41 | 3343,55 | 193,71* | ||||||||||
5 | 1,560 | 15,228 | 408 | 4,08 | 3732,35 | 3343,55 | 198,54* | ||||||||||
6 | 1,130 | 11,074 | 315 | 3,15 | 3164,20 | 3343,55 | 168,32* | ||||||||||
7 | 1,024 | 10,056 | 287 | 2,87 | 3503,83 | 3343,55 | 186,39* | ||||||||||
8 | 0,51 | 4,998 | 156 | 1,56 | 3203,86 | 3343,55 | 170,43* | ||||||||||
9 | 0,33 | 3,234 | 105 | 1,05 | 3080,40 | 3343,55 | 163,86* |
7. Пример вычисления для таблицы 1:
hcр= i=
wcр= i=
8. Пример вычисления для таблицы 2 опыта 1(аналогично для всех):
F=mg=0,2*9,8=1,96 H
Y=an=74*0,01*10-3 м=7,4*10-4 м
Етеор=
Ecр
9. Погрешность
mср
nср
11. График зависимости прогиба балки от силы тяжести
11. Результат
E = (177,86
Теоретическое значение модуля Юнга стали:
12. Вывод
В ходе работы было найдено приблизительное значение модуля Юнга стержня. Расхождение с теоретическим значением составило 14,2%