강철 와이어의 영률은 무엇입니까?
강철 와이어의 영률은 일반적으로 2.0 곱하기 10의 11뉴턴 미터의 음의 제곱입니다. 변형에 저항하는 고체 재료의 능력을 설명하는 물리량은 등방성 엘라스토머의 강성을 측정합니다.
훅의 법칙이 적용되는 범위 내에서 일축 응력과 일축 변형 사이의 비율로 정의됩니다. 탄성계수에는 탄성계수 외에도 체적계수와 전단계수도 포함됩니다.
영률 측정 실험 보고서
영률 측정
실험 목적
1. 가벼운 레버 장치를 이용한 측정 원리와 작은 길이 변화 방법
2. 금속의 영 탄성 계수를 측정하는 방법을 배웁니다.
3. 차이별 방법을 사용하여 데이터를 처리하는 방법을 배웁니다. ?실험 장비
영율 시험기, 조명 레버, 망원경 및 자, 나선형 마이크로미터, 버니어 캘리퍼스, 줄자 등
실험 원리
1 A 균일한 와이어 또는 막대는 길이를 따라 외력 F의 작용으로 ?
ΔL로 늘어납니다. Hooke의 법칙에 따르면 탄성 한계 내에서 탄성체의 상대 신장률 ΔL/L은 외부 응력 F/S에 비례합니다
. 즉, ΔL/L=/E 식에서 E는 금속의 영탄성계수(Young's elastic modulus)라고 하며, 금속재료의 변형저항 능력을 나타내는 중요한 물리량이다. 단위는 ΔN·m-2이다. ?. ? 금속 와이어의 직경이 d이고 S=πd2/4라고 가정하면 이 공식을 공식에 대입하면 다음을 얻을 수 있습니다.
E=4FL/πd2ΔL 공식에 따라 영률을 측정할 때, F, d, L은 상대적으로 측정이 용이하지만, ΔL은 길이의 작은 변화로 일반 길이 측정기로는 정확하게 측정하기가 매우 어렵습니다. 본 실험에서는 ΔL을 측정하기 위해 가벼운 레버를 사용했습니다.
실험 내용
1. 실험 장치는 그림 2-9와 같다. 볼트 클램프 B의 하단에 웨이트 팔레트를 걸고, 볼트 W를 조정하여 강철을 만든다. < /p>
볼트 클램프 B는 플랫폼 C의 둥근 구멍 중앙에 위치하여 B가 상하로 움직일 때 둥근 구멍과 마찰이 없도록 해줍니다. 2. 라이트 레버를 배치하고 망원경과 눈금자를 라이트 레버 앞쪽 약 1.5~2m 위치에 놓습니다. 눈금자가 수직이고
조명 레버 평면 거울이 눈금자와 평행하고 망원경과 평면 거울이 같은 높이에 있고 평면 거울을 똑바로 향하도록 시각적으로 조정합니다. 3. 평면거울이나 망원경의 기울기와 망원경의 좌우 위치를 미세 조정하고, 망원경에 보이는 눈금자 상이 선명하고 눈금선 a0이 1에 오도록 망원경의 광학부를 조정합니다. 망원경의 십자선 이미지의 수평선과 일치하며 시차가 없습니다. 눈금자 눈금 a0 값을 기록합니다. 4. 점차적으로 동일한 질량의 분동을 추가하고 망원경의 눈금 이미지를 관찰하고 십자선과 일치하는 해당 눈금 판독값 a1 및 a2를 순서대로 읽은 다음 하나씩 무게를 줄입니다. 동일한 질량, 읽기 및 기록. 5. 미터자를 사용하여 평면거울에서 자까지의 거리 R과 강선의 원래 길이 L을 측정합니다. 6. 조명 레버를 제거하고 종이에 세 개의 발가락 표시를 한 다음 버니어 캘리퍼스를 사용하여 뒷발가락부터 앞발 두 개까지의 수직 거리 D를 측정합니다. 7. 나선형 마이크로미터를 사용하여 여러 위치에서 강선의 직경 d를 측정하고 평균값을 구합니다.
데이터 처리
이 실험에서는 데이터를 처리하고 측정할 강선의 영률을 계산하기 위해 다음 두 가지 방법이 필요합니다.
1. 차이별 방법을 이용하여 데이터를 처리한다. 실험에서 측정된 데이터를 표 2-4에 나열한다.
l=±?cm? R=±?cm? D=±?cm? 참고: L, R 및 D는 모두 단일 측정값이며 표준 오류를 측정할 수 있습니다. 도구의 최소 규모의 절반입니다. d=±?cm? 얻은 데이터를 공식에 대입하여 E를 계산하고 S를 찾아 측정 결과를 기록합니다. 위에서 구한 l은 몇 kg의 무게가 추가되었는지에 해당하는 강선의 신장률입니다.
2. 그래픽 방법을 사용하여 데이터를 처리합니다. 공식을 다음과 같이 변경합니다. 여기서: 얻은 데이터를 기반으로 l~m 데이터 테이블을 나열하고
l~m 그래프를 그립니다. , 기울기 K를 찾은 다음 E를 계산합니다.
실험 보고서
특별 팁
생각하는 질문과 답변
1. 광레버의 원리는 무엇인가요? 어떤 조건을 만족해야 할까요?
2. 이 실험에서는 각각 다른 장비로 길이를 측정하고 측정 횟수도 다르게 하려고 합니다.
의 오류와 타당성을 디지털 관점에서 설명하세요.
3. 실험이 올바르게 수행되었지만 그림 2-14와 같은 데이터 집합이 얻어지면 원인은 무엇이며 이 데이터 집합을 어떻게 처리해야 합니까?
4. 데이터 처리에 두 가지 방법을 사용했습니다. 어떤 방법이 데이터를 더 정확하게 처리했으며 그 이유는 무엇입니까?
5. 이 실험에서 어떤 수량의 측정 오류가 결과에 가장 큰 영향을 미치나요?< /p>
부록 1
기기 소개
1. 영률 측정기 영률 측정기의 개략도는 그림 2-9에 나와 있습니다. 그림에서 A와 B는 강선의 양쪽 끝에 있는 볼트 클램프이고, B의 하단에는 추 트레이가 걸려 있습니다. 이때 기구 베이스의 볼트 W를 조정하면 강선이 수직이 될 수 있습니다. , 강철 와이어는 플랫폼 C에 수직이고 B는 플랫폼 C의 원형 구멍 중앙에 매달려 있습니다. ?
2. 광학 레버 1. 광학 레버는 그림 2-9와 같이 작은 길이 변화를 측정하는 장치입니다. T형 브라켓에 평면거울 P가 고정되어 있는데, 브라켓 하부에 3개의 발가락이 있습니다. 이 조합을 광학레버라고 합니다. 이 실험에서는 두 개의 앞 발가락을 플랫폼 C의 앞 가장자리에 있는 슬롯에 배치하고 뒷 발가락을 B에 배치합니다. 망원경 D와 자 E를 사용하여 강철 와이어의 신율을 측정합니다. B를 사용하여 뒷발가락의 위치를 변경합니다. 2. 그림 2-10은 광레버의 원리를 모식적으로 나타낸 것이다. 광레버의 평면거울(M)은 망원경과 평행하고, 이때 M에 의해 반사된 눈금상을 볼 수 있다. 망원경에서 눈금 이미지는 망원경과 같은 높이에 있습니다. 눈금 a0의 이미지는 망원경 크로스 필라멘트 이미지의 수평 필라멘트와 일치합니다. 즉, 빛 a0O는 평면 거울에 반사되어 돌아옵니다. 망원경. 광학 레버의 뒷발이 작은 거리 ΔL만큼 떨어지면 평면 거울 M은 각도 θ만큼 M' 위치로 회전합니다. 이때, 망원경으로 관찰한 축척 위의 일정 축척 a1의 상은 십자선 수평선과 일치한다. 즉, 빛 a1O가 평면거울에 반사된 후 망원경으로 들어온다. 반사의 법칙에 따르면 ∠a1Oa0=2θ를 얻습니다. 이는 그림 2-10에서 볼 수 있습니다. 공식에서 D는 조명 레버의 뒤쪽 발가락에서 앞쪽 두 발가락까지의 수직 거리이고, R은 거울에서 자까지의 거리, l은 조명 레버의 뒤쪽 발입니다. 팁 전후의 눈금 판독값의 차이는 ΔL만큼 아래로 이동합니다. 편향각 θ는 매우 작으므로 대략 다음과 같습니다. 이 두 방정식으로부터 광학 레버의 뒤쪽 발가락의 하향 이동 거리는 다음과 같이 구할 수 있습니다. 이 방정식으로부터 ΔL은 작은 길이임에도 불구하고 측정하기 어려운 변화를 RD를 취하여 광학 레버를 통해 변환합니다. 후자의 양 l은 더 큰 양이며 망원경을 사용하여 눈금에서 읽을 수 있습니다. l/ΔL을 배율로 사용하면 광학 레버 시스템
배수는 2R/D입니다. 실험에서 D는 보통 4~8cm, R은 1~2m, 배율은 25~100배에 달할 수 있다.
공식에 F=mg를 대입하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다. 이는 이 실험을 기반으로 한 측정 공식입니다. 평면반사경을 반사면을 갖는 평면볼록렌즈로 교체하고, 망원경을 광원으로 교체한 점만 제외하면 이전과 구조가 유사한 조명레버도 있다. 실제 응용에서는 반사판과 눈금자 사이의 거리, 광원의 위치 등을 조정하여 광원 앞 유리의 십자선이 눈금자에 선명하게 이미지화되고 작은 십자선은 이를 통해 측정됩니다. 눈금자의 십자선 오프셋 길이 변경 ΔL
, 해당 ΔL 계산 공식은 이전 공식과 정확히 동일합니다.
그림 2.11 무거운 물건을 걸기 전의 수치
그림 2.12 무거운 물건을 걸고 난 후의 수치 3. 망원경 망원경의 구조는 그림 2-13과 같다. : 1. 관찰된 십자선이 선명하도록 접안렌즈를 조정합니다.
1-접안렌즈, 2-대물렌즈? 그림 2-13 망원경의 개략도 2. 대물렌즈를 천천히 밀거나 당깁니다. 망원경에서 제거할 수 있을 때까지 렌즈 튜브 K를 사용하면
에서 선명한 대상 이미지를 볼 수 있습니다. 3. 시차를 제거합니다. 관찰자의 눈이 위아래로 움직일 때 대상 이미지와 십자선 이미지 사이의 상대적 위치가 망원경을 통해 편차 없이 관찰되는데, 이를 시차 없음이라고 합니다. 시차가 있는 경우 시차가 제거될 때까지 대물 렌즈와 접안 렌즈 사이의 상대 거리를 조심스럽게 조정하십시오.
영률 실험 데이터 계산
영률 실험 데이터는 E=σ/ε에 따라 계산됩니다. 영률은 고체 물질이 변형에 저항하는 능력을 나타내는 물리량입니다. 길이가 L이고 단면적이 S인 금속선이 힘 F의 작용으로 ΔL만큼 늘어날 때, F/S를 응력이라고 하며 물리적 의미는 금속선의 단위 단면적에 의해 가해지는 힘입니다. .
영률 소개
영률(영률)은 세로 방향의 탄성률을 의미하며 재료 역학의 용어이기도 합니다. 영국의 의사이자 물리학자인 Thomas Young이 얻은 결과를 따서 1807년에 명명되었습니다. Hooke의 법칙에 따르면 물체의 탄성 한계 내에서 응력은 변형률에 비례하며 이 비율을 재료의 영률이라고 합니다.
물질의 성질을 특징짓는 물리량으로, 물질 자체의 물리적 성질에만 의존한다. 영률의 크기는 재료의 강성을 나타냅니다. 영률이 클수록 변형될 가능성이 적습니다.
영탄성계수는 기계부품 소재 선택의 기준 중 하나이자 엔지니어링 기술 설계에서 흔히 사용되는 매개변수이다. 영률 측정은 금속 재료, 광섬유 재료, 반도체, 나노 재료, 고분자, 세라믹, 고무 등과 같은 다양한 재료의 기계적 특성을 연구하는 데 큰 의미가 있습니다. 또한 기계 부품 설계, 생체 역학, 지질학 및 기타 분야.
영률 실험 경험 요약
이 실험에서 연구해야 할 것은 탄성 변형이므로 실험 중에 가해지는 외력이 너무 커서는 안 된다는 점에 유의해야 합니다. 물체가 외력을 제거한 후 물체가 정상적인 변형 없이 원래 모양으로 돌아갈 수 있는지 확인하십시오. 실험을 진행하는 동안 실험 단계의 작동 과정에도 주의를 기울이고 이러한 주의 사항을 준수하여 실험 중에 발생할 수 있는 오류 및 오류를 방지해야 합니다.
이번 실험은 정밀도가 높아 작은 실수가 큰 오류를 초래할 수 있으므로 주의하고 신중하게 운영해야 합니다.