2021年杨氏模量试验汇报,(2).docx

杨氏模量试验汇报,(2)

　　南 昌 大 学 物 理 实 验 报 告
　　课程名称: :
　　大学物理试验
　　试验名称: :
　　金属丝杨氏模量得测定
　　学院: :
　　食品学院
　　专业班级: :食品科学和工程 152 班
　　学生姓名: :
　　彭超
　　学号: :
　　5603115045
　　试验地点:基础试验大楼 B106 座位号:
　　试验时间:
　　第四面星期二下午十六点开始
　　一、 试验目得: :1、学会测量杨氏模量得一个方法,掌握“光杠杆镜”测量微小长度改变得原理
　　2、学会用“对称测量”消除系统误差
　　3、学习怎样依实际情况对各个测量进行误差估算
　　4、练习用逐差法、作图法处理数据 二、 试验原理: :
　　在外力作用下,固体材料所发生得形状改变称之为形变。形变分为弹性形变和范性形变。假如加在物体上得外力停止作用后,物体能完全恢复原状得形变称之为弹性形变;假如加在物体上得外力停止作用后,物体不能完全恢复原状得形变称之为范性形变。
　　在很多种不一样得形变中,伸长(或缩短)形变就是最简单、最普遍得形变之一。本试验就是针对连续、均匀、各向同性得材料做成得丝,进行拉伸试验。设细丝得原长为 L ,横截面积为 S ,两端受拉力(或压力) F后,物体伸长(或缩短)。而单位长度得伸长量称为应变,单位横截面积所承受得力称为应力。依据胡克定律,在弹性程度内,应力和应变成正比关系,即
　　式中百分比系数 E 称为杨氏弹性模量,简称杨氏模量。试验证实,杨氏模量和外力 F 、物体得长度 L 和截面积 S 得大小无关,而只决定于物体得材料。杨氏模量就是表征固体材料性质得一个主要物理量,就是选定机械构件材料得依据之一。
　　由上式得
　　在国际单位制(SI)中, E 得单位为 试验证实,杨氏模量和外力 F、物体长度 L 和横截面积 S 得大小无关,只取决于被测物得材料特征,
　　它就是表征固体性质得一个物理量 设金属丝得直径为 d,则
　　而就是一个微小长度改变(在此试验中 ,当 L≈１ｍ时,F 每改变１ｋg 对应得约为 0、3ｍｍ)。所以,本试验利用光杠杆得光学放大作用实现对钢丝微小伸长量得间接测量。
　　上图就是光杠杆镜测微小长度改变量得原理图。左侧曲尺状物为光杠杆镜,M 就是反射镜,b 为光杠杆镜短臂得杆长,D 为光杆杆平面镜到尺得距离,当加减砝码时, b 边得另一端则随被测钢丝得伸长、缩短而下降、上升,从而改变了 M 镜法线得方向,使得钢丝原长为时,从一个调整好得在图右侧得望远镜瞧M镜中标尺像得读数为;而钢丝受力伸长后,光杠杆镜得位置变为虚线所表示,此时从望远镜上瞧到得标尺像得读数变为。这么,钢丝得微小伸长量,对应光杠杆镜得角度改变量,而对应得光杠杆镜中标尺读数改变则为。由光路可逆能够得悉,A 对光杠杆镜得张角应为。从图中用几何方法能够得出:
　　将两式联立后得
　　式中,相当于光杠杆镜得长臂端 D 得位移 叫做光杠杆得放大倍数,因为,因此,从而取得了对微小量得线性放大,提升了得测量精度 这种测量方法被称为放大法。因为该方法含有性能稳定、精度高,而且就是线性放大等优点,因此在设计各类测试仪器中有着广泛得应用 考虑到金属丝受外力作用时存在着弹性滞后效应,也就就是