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zui簡單的形變是線狀或棒狀物體受到長度方向上的拉力作用,，發(fā)生長度伸長,。設(shè)金屬絲(或桿)的原長為L，橫截面積為S,，在彈性限度內(nèi)的拉力F作用下,，伸長了L。比值F/S為金屬絲單位橫截面積上所受的力,，叫做脅強(qiáng)(或應(yīng)力),，相對伸長量 L/L叫脅變(或應(yīng)變)。據(jù)虎克定律，脅強(qiáng)和脅變成正比,，即： (1) 比例系數(shù)： (2) E叫做物體的彈性模量(或稱楊氏模量),。E的大小與物體的粗細(xì)、長短等形狀無關(guān),，只決定于材料的性質(zhì),，它是表示各種固體材料抗拒形變能力的重要物理量，是各種機(jī)械設(shè)計和工程技術(shù)選擇構(gòu)件用材必須考慮的重要力學(xué)參量,。 任何固體在外力作用下都會改變固體原來的形狀大小,，這種現(xiàn)象叫做形變。一定限度以內(nèi)的外力撤除之后,，物體能*恢復(fù)原狀的形變,，叫彈性形變。 楊氏彈性模量的測量方法有靜態(tài)測量法,、共振法,、脈沖傳輸法等，其中以共振法和脈沖法測量精度較高,。楊氏彈性模量的靜態(tài)測量法就是在物體加載以后,，測出物體的應(yīng)力和應(yīng)變，根據(jù)一定的計算式得到E值,，主要有拉伸法,、梁彎曲法等。 用力F作用在一立方形物體的上面,，并使其下面固定(如圖一),，物體將發(fā)生形變成為斜的平行六面體，這種形變稱為切變,，出現(xiàn)切變后,，距底面不同距離處的形變不同(AA'>BB')，而相對形變則相等,即 (6-3) 式中 稱為切變角,，當(dāng) 值較小時,，可用 代替 ，實(shí)驗(yàn)表明,，一定限度內(nèi)切變角 與切應(yīng)力 成正比,，此處S為立方體平行于底的截面積，現(xiàn)以符號 表示切應(yīng)力 ,，則 (6-4) 比例系數(shù)G稱切變模量,。 測量切變模量的方法有靜態(tài)扭轉(zhuǎn)法、擺動法,。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1． 掌握測量固體楊氏彈性模量的一種方法,。 2． 掌握測量微小伸長量的光杠桿法原理和儀器的調(diào)節(jié)使用,。 3． 學(xué)會一種數(shù)據(jù)處理方法——逐差法。 實(shí)驗(yàn)儀器 楊氏模量儀,、尺讀望遠(yuǎn)鏡,、光杠桿、水準(zhǔn)儀,、千分尺,、游標(biāo)卡尺(精度0.02mm)及1kg砝碼9個,。 實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)裝置如圖1所示,。其中尺讀望遠(yuǎn)鏡由望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺架組成，望遠(yuǎn)鏡的仰角可由仰角螺釘調(diào)節(jié),，望遠(yuǎn)鏡的目鏡可以調(diào)節(jié),，還配有調(diào)焦手輪。楊氏模量儀是一個較大的三腳架,，裝有兩根平行的立柱,，立柱上部橫梁中央可以固定金屬絲，立柱下部架有一個小平臺,，用于架設(shè)光杠桿,。小平臺的位置高低可沿立柱升降、調(diào)節(jié),、固定,。三腳架的三個腳上配有三個螺絲，用于調(diào)節(jié)小平臺水平,。 光杠桿如圖2所示,，將一個小反射鏡裝在一個三腳架上，前兩腳和鏡子同面,，后腳(或叫主桿,、主腳)垂直鏡架，其長度a可以調(diào)節(jié),。