Стальной проволоки

Для определения модуля Юнга стальной проволоки необходимо знать результирующую массу установленных для растяжения проволоки грузов и измерить удлинение Dl проволоки при ее растяжении. Удлинение Dl в приборе находят с помощью индикатора часового типа. В начальном состоянии, когда проволока только выпрямлена грузом Р ₀, необходимо вращением оправы индикатора установить нулевое положение стрелки прибора (N ₀). После подвешивания к проволоке груза массы m проволока растянется на величину Dl.

Здесь а – расстояние от оси вращения рычага r до щупа микрометра; b – расстояние от щупа микрометра до исследуемой проволоки (а = 104 мм; b = 25 мм). Рычаг r опустится, и стрелка часового индикатора покажет величину перемещения рычага D N в месте нахождения щупа индикатора. На рис. 3 показано взаимное расположение рычага r, часового индикатора ИЧ-10 и цилиндра d с проволокой L. При растяжении проволоки и опускании рычага r величину удлинения проволоки можно найти, рассматривая два подобных треугольника (рис. 4).

. (4)

Подставив выражение (4) для и выразив площадь поперечного сечения проволоки как

,

где D – диаметр проволоки, получим окончательную формулу для определения модуля Юнга

, (5)

где F = mg – величина растягивающего груза; m – масса груза; g – ускорение свободного падения g = 9,8 м/с².