Лабораторная работа № 4 Измерение модуля упругости (модуля Юнга) резины Цель работы: Экспериментально определить модуль упругости материала. Оборудование: штатив, набор грузов по 100 г, резиновый образец, измерительная линейка .Выполнению работы: 1. Измерьте расстояние между метками нерастянутом шнуре- 15 см 2. Определите ширину и толщину резинового образца, ширина 2см, толщина 1мм 3. Рассчитать площадь образца по формуле 4. Подвесьте к резине груз массой m = 200г. Измерьте линейкой новое расстояние между метками -17 см 5. Вычислим силу тяжести по формуле 6. Найдем абсолютное удлинение по формуле 7. Найдем относительное удлинение по формуле 8. Найдем механическое напряжение по формуле 9. По закону Гука найдем модуль упругости резины 10. Заполним таблицу
m = 1 т
h = 6 м
t = 5 мин
КПД = 50%
N - ?
Решение:
Сначала переведем все в систему С.И:
m = 1 т = 1.000 кг;
t = 5 мин = 300 сек;
КПД = Ап / Аоб × 100%
Работа полная/общая будет равна произведению силы (в данном случае это сила тяжести) на пройденное расстояние (это высота):
Аоб = Fтяж × h = m × g × h = 1.000 × 9,8 × 6 = 58.800
Работа полезная будет равна произведению мощности на время ее выполнения:
Ап = N × t
Теперь мы можем все подставить под формулу:
КПД = N × t / Aоб => N × t = КПД × Аоб => N = КПД × Аоб / t => N = 0,5 × 58.800 / 300 = 9,8(Вт)
ответ: N = 9,8 Вт
m=180кг
h=3м
η=80%
ρ=2700Кг/м^3
A - ?
Поднимается груз на высоту 3 метра, значит вместе с этим увеличивается его потенциальная энергия, которая находится по формуле
E=mgh
Подставим значения и узнаем, какая работа была совершена при подъема груза на такую высоту
E=180*10*3=5400 Дж
g - ускорение свободного падения, константа. В задачах обычно она равна 10 м/с^2 или 9,8 м/с^2, я взял первое.
Получили, что 5400 Дж выделилось при подъеме плиты на высоту 3 метра.
Но, мы имеем КПД 80%, что значит, не вся работа в 5400 Дж была задействована, а только 80%. Переведем 80% в доли, разделив на 100
80/100=0,8.
Работа равна 5400*0,8=4320 Дж.