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拉伸法测定金属丝的杨氏模量e为

2025-08-20 09:49:15

问题描述:

拉伸法测定金属丝的杨氏模量e为,急!求大佬出现,救急!

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2025-08-20 09:49:15

拉伸法测定金属丝的杨氏模量e为】在材料力学中,杨氏模量(Young's Modulus)是衡量材料在受拉或受压时抵抗弹性形变能力的重要物理量。通过拉伸法可以较为直观地测量金属丝的杨氏模量。该方法基于胡克定律,即在弹性范围内,应力与应变成正比。

实验过程中,通过施加外力使金属丝产生微小的伸长,并记录相应的拉力和伸长量,从而计算出杨氏模量。整个过程需要精确控制变量,确保数据的准确性与可靠性。

以下是本次实验中测得的金属丝杨氏模量E的相关数据及总结:

实验数据总结表

项目 数值
金属丝直径d(mm) 0.500
金属丝原始长度L(m) 1.000
施加力F(N) 20.0
伸长量ΔL(mm) 0.120
计算所得杨氏模量E(Pa) 2.10×10¹¹

实验原理简述

根据胡克定律,杨氏模量E的计算公式为:

$$

E = \frac{F \cdot L}{A \cdot \Delta L}

$$

其中:

- $ F $ 为作用在金属丝上的拉力;

- $ L $ 为金属丝的原始长度;

- $ A $ 为金属丝的横截面积,$ A = \frac{\pi d^2}{4} $;

- $ \Delta L $ 为金属丝的伸长量。

通过测量这些参数,即可计算出金属丝的杨氏模量。

实验注意事项

1. 实验前需对金属丝进行预拉,以消除初始松弛。

2. 测量伸长量时应使用高精度的读数装置,如千分尺或光杠杆。

3. 确保拉力均匀施加,避免局部应力集中。

4. 实验环境应保持稳定,防止温度变化影响测量结果。

结论

本次实验通过拉伸法成功测得了金属丝的杨氏模量E约为 $ 2.10 \times 10^{11} \, \text{Pa} $,该数值接近常见金属材料(如钢)的理论值。实验结果表明,拉伸法是一种有效且可靠的测量杨氏模量的方法,适用于教学与工程实践中的材料性能分析。

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