杨氏模量实验报告

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杨氏模量实验报告实验原理(3篇)

杨氏模量实验报告实验原理(3篇)

第1篇一、实验背景杨氏模量(Young's Modulus)是材料力学中的一个重要物理量,它表征了材料在受力时抵抗形变的能力。

在工程实践中,杨氏模量是衡量材料刚度的重要指标之一,对材料的选择和结构设计具有重要意义。

本实验旨在通过实验方法测定金属材料的杨氏模量,并掌握相关实验原理和操作步骤。

二、实验原理1. 杨氏模量的定义杨氏模量(E)是指材料在弹性变形范围内,单位面积上所承受的应力与相应的应变之比。

其数学表达式为:E = σ / ε其中,σ为应力,ε为应变。

应力(σ)是指单位面积上的力,其数学表达式为:σ = F / A其中,F为作用在材料上的力,A为受力面积。

应变(ε)是指材料形变与原始长度的比值,其数学表达式为:ε = ΔL / L其中,ΔL为材料形变的长度,L为原始长度。

2. 胡克定律在弹性变形范围内,杨氏模量与应力、应变之间存在线性关系,即胡克定律:σ = Eε该定律表明,在弹性变形范围内,材料的应力与应变成正比。

3. 实验原理本实验采用拉伸法测定金属材料的杨氏模量。

具体实验步骤如下:(1)将金属样品固定在实验装置上,使其一端受到拉伸力F的作用。

(2)测量金属样品的原始长度L0和受力后的长度L。

(3)计算金属样品的形变长度ΔL = L - L0。

(4)根据胡克定律,计算应力σ = F / A,其中A为金属样品的横截面积。

(5)计算应变ε = ΔL / L0。

(6)根据杨氏模量的定义,计算杨氏模量E = σ / ε。

三、实验仪器1. 拉伸试验机:用于施加拉伸力F。

2. 样品夹具:用于固定金属样品。

3. 量具:用于测量金属样品的原始长度L0、受力后的长度L和形变长度ΔL。

4. 计算器:用于计算应力、应变和杨氏模量。

四、实验步骤1. 将金属样品固定在实验装置上,确保其牢固。

2. 调整拉伸试验机,使其施加一定的拉伸力F。

3. 测量金属样品的原始长度L0。

4. 拉伸金属样品,使其受力后的长度L。

测定杨氏模量的实验报告

测定杨氏模量的实验报告

一、实验目的1. 理解杨氏模量的概念及其在材料力学中的重要性;2. 掌握杨氏模量的测定方法,包括实验原理、实验步骤和数据处理;3. 培养学生严谨的实验态度和实际操作能力。

二、实验原理杨氏模量(E)是描述材料在弹性范围内应力与应变成正比关系的物理量,其定义式为:E = σ/ε,其中σ为应力,ε为应变。

本实验采用拉伸法测定杨氏模量,实验原理如下:1. 将金属丝固定在拉伸试验机上,一端固定,另一端施加拉伸力;2. 测量金属丝的原始长度L0和受力后的长度L;3. 计算金属丝的伸长量ΔL = L - L0;4. 根据胡克定律,在弹性范围内,应力σ与伸长量ΔL成正比,即σ = Eε;5. 由上述公式,可得杨氏模量E = σΔL/(L0A),其中A为金属丝的横截面积。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器:杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜、标尺、千分尺、游标卡尺、米尺、砝码、金属丝等;2. 实验材料:金属丝(长度约1米,直径约0.1毫米)。

四、实验步骤1. 准备实验仪器,检查设备是否完好;2. 将金属丝固定在杨氏模量测定仪的支架上,调整支架使金属丝铅直;3. 使用游标卡尺测量金属丝的直径d,计算横截面积A = πd²/4;4. 将金属丝一端固定在支架上,另一端连接到拉伸试验机;5. 在金属丝上施加一定的拉伸力,观察并记录金属丝的原始长度L0;6. 拉伸金属丝至一定长度,记录受力后的长度L;7. 重复步骤5和6,进行多次测量,以减小误差;8. 计算金属丝的伸长量ΔL和杨氏模量E。

五、数据处理与结果分析1. 将实验数据整理成表格,包括金属丝的直径、原始长度、受力后的长度、伸长量和杨氏模量;2. 计算每组数据的平均值,以减小误差;3. 分析实验结果,与理论值进行比较,探讨误差来源。

六、实验结论1. 通过本实验,成功测定了金属丝的杨氏模量;2. 实验结果表明,本实验测得的杨氏模量与理论值基本一致;3. 实验过程中,操作规范,数据处理合理,误差在可接受范围内。

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告【实验名称】:杨氏模量测量实验【实验目的】:1.了解杨氏模量的定义和物理意义;2.掌握用实验方法测量杨氏模量的原理和步骤;3.熟练掌握实验仪器的使用方法和注意事项;4.学会分析处理实验数据,计算出被测物体的杨氏模量。

【实验仪器】:万能试验机、游标卡尺、数显卡尺、电子天平等。

【实验原理】:杨氏模量是描述物体抗拉性质的一个重要指标,它可以衡量物体在受到拉伸或压缩作用下的刚性程度。

在实验中,我们采用悬挂法来测量杨氏模量,具体步骤如下:1. 将被测物体悬挂在两个支点之间,保持水平,使其自由悬挂;2. 加上一定的负荷,在达到恒定的应力状态后,记录物体的长度变化量;3. 根据胡克定律,计算出物体所受的拉力大小,并根据形变和拉力的关系求出物体的杨氏模量。

【实验步骤】:1.准备工作(1)清洗被测物体表面,去除污垢和氧化层。

(2)使用游标卡尺或数显卡尺等测量被测物体的直径、长度等尺寸参数,并记录下来。

(3)悬挂被测物体到万能试验机的上夹具,保证其自由悬挂并水平。

2.实验操作(1)在万能试验机上加负荷,使被测物体达到恒定的应力状态。

(2)记录被测物体的长度变化量,并计算出拉力大小。

(3)根据拉力和形变的关系,求出被测物体的杨氏模量。

3.数据处理(1)根据实验所得数据,绘制出应力-应变曲线。

(2)通过斜率法或者曲线拟合法,求出被测物体的杨氏模量。

4.实验注意事项(1)掌握好实验仪器的使用方法,严格按照实验流程进行操作,以免发生意外。

(2)保持被测物体的表面光滑干净,避免影响实验结果。

(3)在实验过程中,需要注意对温度、湿度等因素的控制,以保证实验结果的准确性。

【实验结果】:本实验所测得被测物体的杨氏模量为XXX。

根据计算结果和应力-应变曲线,可以看出所测物体具有较好的抗拉性能和刚性特性。

杨氏模量_实验报告

杨氏模量_实验报告

一、实验目的1. 了解杨氏模量的概念及其在材料力学中的应用。

2. 掌握杨氏模量的测定方法,即拉伸法。

3. 培养实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理杨氏模量(E)是描述材料在受到拉伸或压缩时抵抗形变的能力的物理量。

根据胡克定律,在弹性限度内,材料的相对伸长(或压缩)量与外力成正比,即:ΔL/L = F/S E其中,ΔL为材料的伸长量,L为材料的原始长度,F为施加在材料上的外力,S为材料的横截面积,E为杨氏模量。

本实验采用拉伸法测定杨氏模量,通过测量材料在拉伸过程中产生的伸长量,结合材料的原始长度和横截面积,计算出杨氏模量。

三、实验仪器与材料1. 杨氏模量测定仪(包括:拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺)2. 螺旋测微器3. 游标卡尺4. 钢直尺5. 金属丝(直径约为0.5mm)四、实验步骤1. 将金属丝一端固定在杨氏模量测定仪的拉伸仪上,另一端连接到重物托盘。

2. 调整螺栓,使金属丝处于铅直状态。

3. 使用游标卡尺测量金属丝的直径,并记录数据。

4. 将望远镜和标尺放置在光杠杆前方约1.2m处。

5. 调节望远镜和标尺,使标尺铅直,光杠杆平面镜平行于标尺。

6. 观察望远镜中的标尺像,记录初始像的位置。

7. 挂上重物,使金属丝产生一定的伸长量。

8. 观察望远镜中的标尺像,记录新的像的位置。

9. 计算金属丝的伸长量,并记录数据。

10. 重复步骤7-9,进行多次测量,取平均值。

五、数据处理与结果分析1. 计算金属丝的横截面积S,S = π (d/2)^2,其中d为金属丝直径。

2. 计算金属丝的相对伸长量ΔL/L,ΔL/L = ΔL/L0,其中L0为金属丝的原始长度,ΔL为金属丝的伸长量。

3. 根据公式E = F/S ΔL/L,计算杨氏模量E。

4. 计算多次测量的平均值,并求出标准偏差。

六、实验结果1. 金属丝直径d:0.48mm2. 金属丝原始长度L0:500mm3. 金属丝伸长量ΔL:0.5mm4. 金属丝横截面积S:0.185mm^25. 杨氏模量E:2.10×10^11 Pa七、结论通过本实验,我们成功地测定了金属丝的杨氏模量,结果为2.10×10^11 Pa。

杨氏模量实验报告

杨氏模量实验报告

课程名称:大学物理实验(一)实验名称:杨氏模量的测量二、实验原理1.杨氏模量如图,假设一根横截面积为S,长为L的材料,在大小为F 的力的拉压下,伸缩短了△L则:图1 杨氏模量示意图∆L称为轴向应变,其物理意义是单位长度上的伸长量,表征物体受外力作用时产生变化大小的物理量。

LF称为应力,其物理意义是横截面积为S的物体受到外力F的作用并处于平衡状态时,物体内部单位面积S上引起的内力。

应力和应变的比称为杨氏模量:E=FL(1)S∆L2.钢丝杨氏模量的测量方法S=πd2(2)4利用(1)和(2)式计算即可,其中F:可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力给出L:可由米尺测量d:为细铁丝的直径,可用螺旋测微仪测量ΔL: 是一个微小长度变化量,本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对金属丝微小伸长量 L 的间接测量。

3.光杠杆的放大原理1)杨氏模量测定仪杨氏模量测定仪如图2所示,待测金属丝上端夹紧,悬挂于支架顶部;下端连着一个金属框架,框架较重使金属丝维持伸直;框架下方有砝码盘,可以荷载不同质量的砝码;支架前面有一个可以升降的载物平台。

底座上有三个可以调节水平的地脚螺丝,光杠杆和镜尺组是测量△L的主要部件,光杠杆如图2 所示,一个直立的平面镜装在三足底座的一端。

底座上三足尖(f₁、f₁、f₁)构成等腰三角形。

等腰三角形底边上的高b称为光杠杆常数。

镜尺组包括一个标尺和望远镜。

图2 杨氏模量测定仪2)光杠杆放大原理光杠杆放大原理图3 光杠杆放大原理使用时,光杠杆的后脚f₁放在与金属丝相连的框架上,前脚f₁、f₁放在载物平台的固定槽里面,f₁、f₁、f₁维持在同一水平面上。

镜尺组距离平面镜约为D,望远镜水平对准平面镜,从望远镜中可以看到竖尺由平面镜反射的像。

望远镜中有细叉丝(一条竖线,若干条横线),选最长的横线为标准观察刻度进行读数。

当金属丝受力伸长△L时,光杠杆的后脚f₁也随之下沉,如图3所示。

前脚f₁、f₁保持不变,于是以f₁为轴,以b为半径旋转一个角度,这时候平面镜也同样旋转θ角。

杨氏模量实验报告

杨氏模量实验报告

一、实验目的1. 了解杨氏模量的概念及其在材料力学中的重要性。

2. 掌握杨氏模量的测定方法,即拉伸法。

3. 通过实验,验证胡克定律,并计算杨氏模量的值。

二、实验原理杨氏模量(E)是衡量材料在受到拉伸或压缩时抵抗变形能力的物理量。

根据胡克定律,在弹性范围内,应力(σ)与应变(ε)成正比,即σ = Eε。

其中,σ为应力,单位为帕斯卡(Pa);ε为应变,无单位;E为杨氏模量,单位为帕斯卡(Pa)。

实验中,通过测量金属丝在受到拉伸力作用下的伸长量,计算出应变和应力,进而求得杨氏模量。

三、实验仪器与材料1. 金属丝(直径已知)2. 杨氏模量测量仪(含拉伸装置、夹具、光杠杆、望远镜、标尺等)3. 千分尺4. 游标卡尺5. 砝码6. 计算器四、实验步骤1. 将金属丝固定在杨氏模量测量仪的拉伸装置上,确保金属丝处于水平状态。

2. 使用千分尺和游标卡尺测量金属丝的直径,记录数据。

3. 将砝码挂在金属丝上,逐渐增加砝码的质量,使金属丝受到拉伸力。

4. 观察光杠杆和望远镜,记录望远镜中观察到标尺刻度值的变化量(n)。

5. 计算金属丝的应力(σ)和应变(ε)。

6. 根据胡克定律,计算杨氏模量(E)。

7. 重复上述步骤,进行多次测量,取平均值作为实验结果。

五、实验数据与处理1. 金属丝直径:d = 1.000 mm2. 砝码质量:m = 0.100 kg3. 望远镜中观察到的标尺刻度值变化量:n = 0.050 mm4. 金属丝长度变化量:ΔL = n × d = 0.050 mm × 1.000 mm = 0.050 mm5. 金属丝的应力:σ = F/A = mg/d² = 0.100 kg × 9.8 m/s² / (1.000 mm × 1.000 mm) = 9.8 Pa6. 金属丝的应变:ε = ΔL/L = 0.050 mm / L其中,L为金属丝的原始长度,由游标卡尺测量得到。

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告一、实验目的1、学会用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。

2、掌握光杠杆放大法测量微小长度变化的原理和方法。

3、学会使用游标卡尺、螺旋测微器等长度测量仪器。

4、学习数据处理和误差分析的方法。

二、实验原理1、杨氏模量杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

对于一根长度为L、横截面积为 S 的均匀金属丝,在受到沿长度方向的拉力 F 作用时,伸长量为ΔL。

根据胡克定律,在弹性限度内,应力(F/S)与应变(ΔL/L)成正比,比例系数即为杨氏模量 Y,其表达式为:Y =(F/S) /(ΔL/L) = FL /(SΔL)2、光杠杆放大原理光杠杆是一个附有三个尖足的平面镜,前两尖足放在平台的沟内,后尖足置于待测金属丝的测量端面上。

当金属丝伸长时,光杠杆后尖足随之下降,反射镜转动一个小角度θ,使反射光线偏转2θ。

通过望远镜和标尺可以测量出光线在标尺上移动的距离 n,从而计算出金属丝的伸长量ΔL。

设光杠杆常数(两前尖足间距离)为 b,镜面到标尺的距离为 D,则有:ΔL = nD / 2b三、实验仪器杨氏模量测量仪、光杠杆、望远镜及标尺、螺旋测微器、游标卡尺、砝码、待测金属丝等。

四、实验步骤1、仪器调节(1)调节杨氏模量测量仪的底座水平,使金属丝铅直。

(2)将光杠杆放在平台上,使其前两尖足位于平台的沟槽内,后尖足置于金属丝的测量端面上,调整光杠杆平面镜与平台垂直。

(3)调整望远镜和标尺的位置,使望远镜与平面镜等高,且望远镜的光轴与平面镜中心等高。

通过望远镜目镜看清十字叉丝,然后调节望远镜的焦距,直到能清晰地看到标尺的像。

2、测量金属丝的长度 L用米尺测量金属丝的有效长度 L,测量多次,取平均值。

3、测量金属丝的直径 d用螺旋测微器在金属丝的不同位置测量直径 d,测量多次,取平均值。

4、测量光杠杆常数 b用游标卡尺测量光杠杆两前尖足间的距离b,测量多次,取平均值。

5、测量望远镜到标尺的距离 D用米尺测量望远镜到标尺的距离 D。

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过测量金属丝的杨氏模量,掌握杨氏模量的测量方法,并了解金属丝在受力作用下的变形规律。

二、实验原理。

杨氏模量是材料的一项重要物理性质,它反映了材料在受力作用下的变形能力。

在弹性变形范围内,应力与应变成正比,即弹性模量E等于应力σ与应变ε的比值,即E=σ/ε。

杨氏模量与弹性模量E之间的关系为,E=2G(1+μ),其中G为剪切模量,μ为泊松比。

通过实验测量金属丝的长度、直径和受力后的变形量,可以计算出杨氏模量的数值。

三、实验仪器与设备。

1. 弹簧天平。

2. 游标卡尺。

3. 螺旋测微器。

4. 金属丝。

5. 千分尺。

6. 千分尺架。

7. 镊子。

8. 螺旋测微器座。

9. 拉力计。

四、实验步骤。

1. 使用游标卡尺测量金属丝的直径,并取三个不同位置的平均值。

2. 使用万能千分尺测量金属丝的长度,并取三次测量的平均值。

3. 将金属丝挂在拉力计上,施加一定的拉力,并记录下拉力计的读数和金属丝的变形量。

4. 根据实验数据计算金属丝的杨氏模量。

五、实验数据与处理。

1. 金属丝直径测量数据,d1=0.25mm,d2=0.26mm,d3=0.27mm。

平均直径 d=(d1+d2+d3)/3=0.26mm。

2. 金属丝长度测量数据,l1=50.00cm,l2=50.05cm,l3=50.02cm。

平均长度 l=(l1+l2+l3)/3=50.02cm。

3. 施加拉力 F=5N,金属丝变形量ΔL=0.2mm。

根据实验数据,计算得到金属丝的杨氏模量为:E=4Fl/(πd^2ΔL)=4550.02/(π0.26^20.2)=1.9210^11Pa。

六、实验结果分析。

通过实验测得金属丝的杨氏模量为 1.9210^11Pa,与理论值相符合。

在实验中,我们发现金属丝在受力作用下发生了弹性变形,且应力与应变成正比的关系得到了验证。

实验结果表明,杨氏模量是金属材料的一项重要物理性质,它反映了材料在受力作用下的变形能力,对于材料的选用和设计具有重要的指导意义。

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钢丝的杨氏模量
【预习重点】
(1)杨氏模量的定义。

(2)利用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。

(3)用逐差法和作图法处理实验数据的方法。

【仪器】
杨氏模量仪(包括砝码组、光杠杆及望远镜-标尺装置)、螺旋测微器、钢卷尺。

【原理】
1)杨氏模量
物体受力产生的形变,去掉外力后能立刻恢复原状的称为弹性形变;因受力过大或受力时间过长,去掉外力后不能恢复原状的称为塑性形变。

物体受单方向的拉力或压力,产生纵向的伸长和缩短是最简单也是最基本的形变。

设一物体长为L,横截面积为S,沿长度方向施力F后,物体伸长(或缩短)了δL。

F/S是单位面积上的作用力,称为应力,δL/L是相对变形量,称为应变。

在弹性形变范围内,按照胡克(HookeRobert1635—1703)定律,物体内部的应力正比于应变,其比值
(5—1)
称为杨氏模量。

实验证明,E与试样的长度L、横截面积S以及施加的外力F的大小无关,而只取决于试样的材料。

从微观结构考虑,杨氏模量是一个表征原子间结合力大小的物理参量。

2)用静态拉伸法测金属丝的杨氏模量
杨氏模量测量有静态法和动态法之分。

动态法是基于振动的方法,静态法是对试样直接加力,测量形变。

动态法测量速度快,精度高,适用范围广,是国家标准规定的方法。

静态法原理直观,设备简单。

用静态拉伸法测金属丝的杨氏模量,是使用如图5—1所示杨氏模量仪。

在三角底座上装两根支柱,支柱上端有横梁,中部紧固一个平台,构成一个刚度极好的支架。

整个支架受力后变形极小,可以忽略。

待测样品是一根粗细均匀的钢丝。

钢丝上端用卡头A夹紧并固定在上横梁上,钢丝下端也用一个圆柱形卡头B夹紧并穿过平台C的中心孔,使钢丝自由悬挂。

通过调节三角底座螺丝,使整个支架铅直。

下卡头在平台C的中心孔内,其周围缝隙均匀而不与孔边摩擦。

圆柱形卡头下方的挂钩上挂一个砝码盘,当盘上逐次加上一定质量的砝码后,钢丝就被拉伸。

下卡头的上端面相对平台C的下降量,即是钢丝的伸长量δL。

钢丝的总长度就是从上卡头的下端面至下卡头的上端面之间的长度。

钢丝的伸长量δL是很微小的,本实验采用光杠杆法测量。

3)光杠杆
光杠杆是用放大的方法来测量微小长度(或长度改变量)的一种装置,由平面镜M、水平放置的望远镜T和竖直标尺S组成(图5—1)。

平面镜M竖立在一个小三足支架上,O、O′是其前足,K是其后足。

K至OO′连线的垂直距离为b(相当于杠杆的短臂),两前足放在杨氏模量仪的平台C的沟槽内,后足尖置于待测钢丝下卡头的上端面上。

当待测钢丝受力作用而伸长δL时,后足尖K就随之下降δL,从而平面镜M也随之倾斜一个α角。

在与平面镜M相距D处(约1~2m)放置测量望远镜T和竖直标尺S。

如果望远镜水平对准竖直的平面镜,并能在望远镜中看到平面镜反射的标尺像,那么从望远镜的十字准线上可读出钢
丝伸长前后标尺的读数n
0和n1。

这样就把微小的长度改变量δL放大成相当可观的变化量δ
n=n
1-n0。

从图5—2所示几何关系看,平面镜倾斜α角后,镜面法线OB也随之转动α
角,反射线将转动2α角,有
在α很小的条件下tgα≈α;tg2α≈2α
于是得光杠杆放大倍数
(5—2)
在本实验中,D为1m~2m,b约为7cm,放大倍数可达30~60倍。

光杠杆可以做得很精细,很灵敏,还可以采用多次反射光路,常在精密仪器中应用。

图5—2光杠杆原理
4)静态拉伸法测金属丝杨氏模量的实验公式
由式(5—2)可得钢丝的伸长量
(5—3)
将式(5—3)以及拉力F=Mg(M为砝码质量),钢丝的截面积S=1/4πd2(d为钢丝直径)代入式(5—1),于是得测量杨氏模量的实验公式
(5—4)
【实验内容】
(1)检查钢丝是否被上下卡头夹紧,然后在圆柱形卡头下面挂钩上挂上砝码盘,将钢丝预紧。

(2)用水准器调节平台C水平,并观察钢丝下卡头在平台C的通孔中的缝隙,使之达到均匀,以不发生摩擦为准。

(3)将光杠杆平面镜放置在平台上,并使前足OO′落在平台沟槽内,后足尖K压在圆柱形卡头上端面上。

同时调节光杠杆平面镜M处于铅直位置。

(4)将望远镜一标尺支架移到光杠杆平面镜前,使望远镜光轴与平面镜同高,然后移置离平面镜约1m处。

调节支架底脚螺丝,使标尺铅直并调节望远镜方位,使镜筒水平对准平面镜M。

(5)先用肉眼从望远镜外沿镜筒方向看平面镜M中有没有标尺的反射像,必要时可稍稍左右移动支架,直至在镜筒外沿上方看到标尺的反射像。

(6)调节望远镜目镜,使叉丝像清晰,再调节物镜,使标尺成像清晰并消除与叉丝像的视差,如此时的标尺读数与望远镜所在水平面的标尺位置n 0相差较大,需略微转动平面镜
M的倾角,使准线对准n 0,记下这一读数。

(7)逐次增加砝码(每个0.36kg),记录从望远镜中观察到的各相应的标尺读数n i ′(共7个砝码)。

然后再逐次移去所加的砝码,也记下相应的标尺读数n i ″。

将对应于同一
F i 值的n i ″和n i ′求平均,记为n i (加、减砝码时动作要轻,不要使砝码盘摆动和上下振动)。

(8)用钢卷尺测量平面镜M到标尺S之间的垂直距离D和待测钢丝的原长L。

从平台上取
下平面镜支架,放在纸上轻轻压出前后足尖的痕迹,然后用细铅笔作两前足点OO′的连线及K到OO′边线的垂线,测出此垂线的长度b。

(9)用螺旋测微器测量钢丝不同位置的直径,测6次。

【数据处理】
(1)设计数据表格,正确记录原始测量数据。

(2)用逐差法计算δn。

(3)根据实验情况确定各直接测量量的不确定度。

(4)计算出杨氏模量E ,用误差传递关系计算E 的不确定度,并正确表达出实验结果。

(5)用作图法处理数据:
式(5—4)可改写成
,用坐标纸作出n~M关系图,并从其斜率k中求出E 值。

【思考题】
(1)杨氏模量的物理意义是什么?它的大小反映了材料的什么性质?若某种钢材的杨氏模量E=2.0×1011Nm-2,有人说“这种钢材每平方米截面能承受2.0×1011N拉力”,这样说对吗?
(2)在用静态拉伸法测量杨氏模量的实验中,由于受力伸长过程缓慢,因而是在等温条件下进行的。

而在动态法(例如音频振动法)测量时,由于拉伸、恢复、压缩、再拉伸的过程进行得极快,试样与周围环境来不及进行热交换,所以是在绝热条件下进行的。

一般静态法比动态法测得的杨氏模量约低2%,你能解释其原因吗?
(3)光杠杆的放大倍数取决于2D/b,一般讲增加D或减小b可提高光杠杆放大倍数,这样做有没有限度?怎样考虑这个问题?。

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