Hoe te Young's modulus voor koperdraad Zoek

Inzicht in de fysische eigenschappen van bouwmaterialen is van vitaal belang voor zowel architecten en ingenieurs in het ontwerp van een structuur . Verschillende materialen hebben verschillende reacties op zowel stress en spanning . De relatie tussen stress en spanning van een materiaal wordt weergegeven als Young's modulus . De spanning is aangebracht op een object gedeeld door de doorsnede kracht , terwijl de druk op een object de uitbreiding van een object gedeeld door de natuurlijke lengte . Young's modulus is de verhouding van de spanning tot stam van een object.Things je nodig hebt
Roll koperdraad
micrometerschroef gauge
Tafel
Clamp - on katrol
G - clamp
krant
Gewicht hanger -wit label
Meter stok
100g sleuven massa
Calculator
Toon Meer Instructions
Set - up en Data Collection munten
1

Meet de dikte van het koperdraad met de micrometer . Noteer de diameter van de draad in het lab notebook . Meet de diameter ten minste vijf punten langs de lengte van de draad aan een representatieve gemiddelde diameter te verkrijgen . Kopen van 2

Mount een katrol aan de kant van een tafel bij het einde .

3

Knip een draad 2 meter lang en klem ene uiteinde aan de tafel 1,5 meter terug van de poelie met de G - klem . Voer de draad over de schijf en laat het hangen in de richting van de vloer .
4

Plaats een aantal kranten op de vloer onder de poelie .
5

Bevestig een gewicht hanger aan het einde van de draad . Kleef een witte label aan het einde van het stuk draad .
6

Zet een duimstok naast het einde van de draad . Gebruik het label op de draad de lengte van de draad vindt . De verlenging van de draad tijdens het experiment kan worden gevonden door meting van de beweging van het uiteinde van het etiket .
7

Plaats een 100 g gewicht op het gewicht hanger en registreer het gewicht en afstand verkeer .
8

Verwijder de gewichten elke keer dat u volledig opnemen van het gewicht , om zo de draad weer op zijn oorspronkelijke lengte te zien .
9

Doorgaan toevoegen van gewichten en het opnemen van de gegevens voor elke nieuw toegevoegde gewicht totdat de draad breekt . Elke keer dat je gewichten toevoegen , leg ze voorzichtig op de hanger .
Berekeningen
10

Bereken de gemiddelde dikte van de koperdraad op basis van de vijf metingen die je nam . Stel bijvoorbeeld dat de volgende diktemetingen de koperdraad verzameld op vijf verschillende punten langs de lengte van de draad : 2,13 , 1,96 , 2,07 , 2,20 en 2,17 micron . Som de vijf metingen en delen door vijf tot de gemiddelde diameter van de koperdraad opleveren . De gemiddelde diameter is 2.106 micrometer . Zet micrometer tot meters met 1 micrometer gelijk aan 1 x 10 ^ -6 meter . De gemiddelde diameter van de koperdraad 2,106 x 10 ^ -6 meter .
11

Bereken de doorsnede van het koperdraad met de geometrische formule stippellijn = pi * radius ^ 2 . Gebruik straal is gelijk aan 1/2 van de diameter . r = d /2 = 2,106 x 10 ^ -6 /2 = 1,053 x 10 ^ -6 meter . Bereken de oppervlakte van het einde van de koperdraad , A = pi * r ^ 2 = pi * ( 1,053 x 10 ^ -6 ) ^ 2 = pi * 1,109 x 10 ^ -12 = 3,48 x 10 ^ -12 ^ 2 meter . Het gebied van het uiteinde van de draad is de dwarsdoorsnede .
12

Zoek de spanning op het koperdraad met spanning = F * stippellijn . De F = 100 g * aantal gewichten * zwaartekracht . Bijvoorbeeld , de kracht bij het vijfde gewicht opknoping van de draad is gelijk aan F = 5 * 100g * 9,8 m sec ^ 2 . Force maakt gebruik van eenheden van Newton , die kg /m ^ 2 zijn . Omzetten van het gewicht naar kg en lossen voor de kracht. 100g = 0.1 kg . F = 5 * 0,1 * 9,8 = 4,9 N /m ^ 2 .
13

Zoek de spanning op de draad met stam = x /L , waarbij x het uitrekken van de draad en L is de oorspronkelijke lengte van de draad . Neem bijvoorbeeld aan dat na het plaatsen vijf 100g gewichten aan de hanger , de kabellengte gemeten 1,16 m met een oorspronkelijke lengte van 1,15 meter . Strain = 0,01 /1,15 = 8,7 x 10 ^ -3 .
14

Bereken Young 's modulus door de spanning te delen door de stam . Bijvoorbeeld , daar waar extra gewicht 0,5 kg stress is 4.9 en de stam 8.7 x 10 ^ -3 . Young's Modulus = spanning /rek = 4,9 /8,7 x 10 ^ -3 = 563,21 N /m ^ 2 . De beste waarde voor Young 's modulus wordt gevonden door het plotten van stress versus rek voor alle datapunten en het berekenen van de helling van de resulterende optimale lijn .