Zrozumienie właściwości fizyczne materiałów budowlanych jest niezwykle ważne zarówno dla architektów i inżynierów w projektowaniu konstrukcji . Różne materiały mają różne reakcje na stres i napięcia zarówno . Zależność pomiędzy naprężenia i odkształcenia materiału są reprezentowane jako moduł Younga . Naprężenie jestsiła działająca na przedmiot podzielone przez jej pole powierzchni przekroju poprzecznego , przy czymobciążenie dla obiektu jestrozszerzenie przedmiotu podzielonej przez jego naturalny długości. Moduł Younga jest stosunkiem naprężenia do szczepu na object.Things będzie potrzebne
Rolka drutu miedzianego
Mikrometr GWINTOWY
Tabela
Klamra na pasowym
G – zacisk
gazeta Obrazów Waga wieszak
Biały kij etykieta
Miernik
100g szczelinach mas
Kalkulator
Pokaż więcej instrukcji
Konfiguracja i zbieranie danych
1
Pomiar grubości drutu miedzianego przy użyciu mikrometru . Zapisać średnicę drutu w laboratorium notebooka. Zmierzyć średnicę co najmniej pięć punktów wzdłuż długości przewodu , aby uzyskać reprezentatywną średnią średnicę .
2
Zamontowaćkoło pasowe na stronie tabeli pod koniec .
3
Wytnij kawałek drutu 2 – metry i zacisnąć końcówkę na stole 1,5 m z powrotem z koła za pomocą G- zacisk . Poprowadź przewód nad krążkiem i pozostawić do powieszenia na podłogę .
4
Umieść jakąś gazetę na podłodze pod kołem pasowym .
5
Dołącz do wagi wieszak koniec drutu. Umieszcza białą etykietę na końcu kawałka drutu.
6
Umieścić drążek miernika przy końcu przewodu. Za pomocą etykiet na przewodzie znaleźć długość drutu. Wydłużenie przewodu w czasie doświadczenia można znaleźć pomiarów ruchu końca etykiety.
7
Umieścić 100g ciężar na wieszaku wagowych i masę i odległość ruchu.
8
Usuń masy każdym zakończeniu nagrywania wagę , aby zobaczyć, czy wraca Przewód do swojej pierwotnej długości .
9
Kontynuuj dodając ciężarów i zapisu danych na każdy nowo dodany ciężar aż do zerwania drutu . Za każdym razem można dodać wagi , należy umieścić je delikatnie na wieszaku .
Obliczenia
10
Oblicz średnią grubość drutu miedzianego na podstawie pięciu pomiarów , które zrobiłeś . Na przykład załóżmy, że zbiera się następujące pomiary grubość drutu miedzianego w pięciu różnych punktach na długości drutu : 2,13 , 1,96 , 2,07 , 2,20 i 2,17 mikrometrów. Podsumowując pięciu pomiarów i podzielić przez pięć uzyskując średnią średnicę drutu miedzianego. Średnia średnica wynosi 2,106 mikrometra. Konwersja mikrometrów do liczników za pomocą 1 mikrometr równa 1 x 10 ^ -6 metrów . Średnia średnica drutu miedzianego jest 2,106 x 10 ^ -6 metrów .
11
Oblicz przekrój przewodu miedzianego stosując wzór geometryczny , Powierzchnia = pi * promień ^ 2 . Wykorzystanie promienia równa 1/2 średnicy . r = d /2 = 2,106 x 10 ^ -6 /2 = 1,053 x 10 ^ -6 metra. Obliczenie powierzchni końca drutu miedzianego ,= pi * r ^ 2 = PI * ( 1,053 x 10 ^ -6 ) ^ 2 = PI * 1,109 x 10 ^ -12 = 3,48 x 10 ^ -12 metr ^ 2 . Obszar końca drutuprzekrój poprzeczny .
12
Znajdź naprężenia drutu miedzianego na stres stosując = F * powierzchni . F = 100g * ilość ciężarów * grawitacji . Przykładowo ,siły związane zpiątej wagi zwisa z drutu jest równy , F = 5 * 100 g * 9,8 m s ^ 2 . Siła używa jednostek Newton , które są kg /m ^ 2 . Konwersja wagi do kg i rozwiązania na życie . 100 g = 0,1 kg . F = 5 * 0,1 * 9,8 = 4,9 N /m ^ 2 .
13
Znajdź szczepu na przewodzie stosując szczep = x /L , gdzie x jestrozciąganie drutu , a L oznacza przy długości drutu. Załóżmy na przykład, że po złożeniu pięciu wagi 100g na wieszaku ,długość mierzy 1,16 m przewód z oryginalnej długości 1,15 m . Szczep = 0,01 /1,15 = 8,7 x 10 ^ -3 .
14
oblicz moduł Younga przez podzielenie naprężenia przez szczep . Na przykład, w punkcie, w którym dodaje wagi jest 0,5 kilogramównaprężenie wynosi 4,9 , aodkształcenie wynosi 8,7 x 10 ^ -3 . Moduł Younga = naprężenie /odkształcenie = 4,9 /8,7 x 10 ^ -3 = 563,21 N /m ^ 2 . Najlepszy stosunek jakości do modułu Younga jest znaleźć przez wykreślenie stres w porównaniu szczepu dla wszystkich punktów danych i obliczania nachylenia otrzymanej linii najlepszego dopasowania .