![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Задание 1. Измерение малых деформаций
Все тела под действием внешних сил подвержены в той или иной степени деформации. Деформация – это изменение формы или объема тела под действием внешних сил, обусловленное смещением частиц тела относительно друг друга. Деформация, исчезающая после прекращения действия сил, называется упругой. В этом случае тело полностью восстанавливает свою форму, объем. Деформация, остающаяся в теле после устранения внешних сил, называется пластической, при этом тело не восстанавливает начальную форму, объем. Возможно также неполное исчезновение деформации, в этом случае деформацию называют упругопластической. При действии на тело внешней деформирующей силы расстояние между взаимодействующими частицами (атомами, ионами) изменяется. Это приводит к возникновению внутренних сил упругости, стремящихся вернуть эти частицы в первоначальное положение и уравновешивающих внешние силы. Мерой этих сил является механическое напряжение (или просто напряжение
где Fупр – сила упругости; S – поперечное сечение образца. Единицей измерения механического напряжения в СИ является [Н/м2]. Другой характеристикой деформации является относительная деформация
где X – первоначальное значение длины образца; Δ X – изменение длины образца при деформации. Относительная деформация ε – величина безразмерная. Для малых упругих деформаций справедлив закон Гука, согласно которому напряжение
где E – коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом упругости (или модуль Юнга). Модуль Юнга (E) в СИ измеряется в [Н/м2]. Модуль Юнга характеризует упругие свойства вещества и зависит от его природы. Физический смысл модуля Юнга заключается в том, что модуль Юнга (E) есть величина, численно равная механическому напряжению Интерферометрический метод определения деформации заключается в следующем. Если к середине опорной пластины интерферометра приложить вертикальную силу F (рис.4), то пластина прогнётся, причем угол
Кронштейны с зеркалами отклоняются на тот же угол. При этом расстояние между верхними зеркалами станет меньше расстояния между нижними на величину
Измерив k, можно определить деформацию пластины и модуль Юнга ее материала.
В установке h = 80 мм, L= 250 мм, поперечные размеры пластины b = 80 мм, а = 9, 0 мм.
Порядок выполнения работы: 1.Перед включением оптического комплекса ЛКО-4 ручку регулятора «ток» лазера (2) на панели комплекса (рис.2) выведите в крайнее левое положение. Затем вилку шнура питания комплекса ЛКО-4 вставьте в сетевую розетку. Поворотом ручки регулятора «ток» лазера вправо получите на экране 7 (рис.2), отчетливую интерференционную картину, состоящую из 8-10 полос. 2.Если интерференционная картина нечеткая, то подстройте ее с помощью зеркала С (рис.3): густота линий регулируется правым винтом зеркала, а наклон левым (эту операцию проводит преподаватель или инженер). 3.Установите в кронштейн поворотного столика 4 (рис.3) рамку с полкой для гирь. 4.Убедитесь, что при легком нажатии пальцем на полку картина смещается. 5.Поместите на рамку с полкой груз весом 400 граммов (8 дисков по 50 г каждый). 6.Закрепите на экран 7 комплекса ЛКО-4 (рис.2) листок бумаги и проведите на нём линию, перпендикулярную полосам, по которой будите отмечать смещение полос. 7.Рассчитайте ширину интерференционной полосы Δ X. Для этого отметьте положение крайних, хорошо различимых полос, и определите количество полос, находящихся между этими отметками. Измерьте расстояние между отметками линейкой. Расстояние между отметками, деленное на число полос, дает ширину полосы Δ X. 8.Для регистрации смещения интерференционной картины выберите одну из крайних правых полос и отметьте ее начальное положение. 9.Аккуратно в сторону (на себя) снимите с полки 2 гири (100 г) и отметьте новое положение полосы. 10.Повторите п. 9. 11.Уберите с полки 1 гирю (50 г) и отметьте новое положение полосы. 12.Повторяйте п. 12 до полной разгрузки полки. 13.Для каждой нагрузки определите смещение полосы ( 14.Постройте график зависимости порядка интерференционной полосы от прилагаемой силы k = f (F).
|