Cómo encontrar el módulo de Young para alambre de cobre

Comprender las propiedades físicas de los materiales de construcción es de vital importancia tanto para los arquitectos e ingenieros en el diseño de una estructura . Diferentes materiales tienen diferentes respuestas a tanto estrés y la tensión . La relación entre el estrés y la tensión de un material se representa como módulo de Young. El estrés es la fuerza aplicada sobre un objeto dividida por su área de sección transversal , mientras que la cepa en un objeto es la extensión de un objeto dividida por su longitud natural . Módulo de Young es la relación entre la tensión a la tensión de un object.Things que necesitará -and-roll de alambre de cobre
micrómetro de tornillo calibre mesa
Clamp - en la polea
G- abrazadera
Periódico
Peso percha
White label
palo Meter
100g ranurado masas
Calculadora de
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Set-up y recopilación de datos

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Medir el grosor del alambre de cobre usando el micrómetro . Registre el diámetro del alambre en su cuaderno de prácticas . Mida el diámetro de por lo menos cinco puntos a lo largo de la longitud del cable para obtener un diámetro medio de representante .
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Montar una polea en el lado de una mesa cerca de la final .

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Corte un trozo de cable de 2 metros de largo y sujetar un extremo de la mesa 1,5 metros detrás de la polea con el G- abrazadera. Coloque el cable sobre la polea y permita que cuelgue hacia el suelo .
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Coloque algún periódico en el suelo debajo de la polea.
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Adjuntar una percha peso a el extremo del alambre . Coloque una etiqueta blanca en el extremo de la pieza de alambre.
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Coloque una regla de un metro al lado del extremo del alambre . Utilice la etiqueta en el cable para encontrar la longitud del alambre. El alargamiento del alambre durante el experimento se puede encontrar por medio de mediciones del movimiento del extremo de la etiqueta.
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Coloque un peso de 100g en la percha peso y registrar el peso y la distancia de movimiento.
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Quitar los pesos cada vez que se completa la grabación del peso, para ver si el cable vuelve a su longitud original .
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Continuar la adición de pesos y la grabación de los datos para cada uno que acaba de agregar peso hasta que se rompe el alambre . Cada vez que añada pesos , coloque suavemente en la percha.

Cálculos
La 10

Calcular el espesor medio del cable de cobre con base en las cinco medidas que tomó . Por ejemplo , suponga que ha recopilado los siguientes medidas de espesor para el alambre de cobre en cinco puntos diferentes a lo largo de la longitud del cable : 2,13 , 1,96 , 2,07 , 2,20 y 2,17 micras . Sumar los cinco medidas y se divide por cinco para obtener el diámetro medio del alambre de cobre. El diámetro promedio es de 2.106 micrómetros. Convertir micrómetros a metros por medio de 1 micrómetro equivale a 1 x 10 ^ -6 metros . El diámetro medio del alambre de cobre es 2,106 x 10 ^ -6 metros.
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Calcular el área de la sección transversal del alambre de cobre usando la fórmula geométrica , área = pi * radio ^ 2 . Uso radio es igual a 1/2 del diámetro. r = d /2 = 2,106 x 10 ^ -6 /2 = 1,053 x 10 ^ -6 metros . Calcular el área del extremo del alambre de cobre, A = pi * r ^ 2 = pi * ( 1,053 x 10 ^ -6 ) ^ 2 = pi * 1,109 x 10 ^ -12 = 3,48 x 10 ^ -12 metros ^ 2 . El área del extremo del alambre es el área de sección transversal .
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Encontrar la presión sobre el alambre de cobre usando el estrés = F * zona. El F = 100g * número de pesos * gravedad. Por ejemplo , la fuerza asociada con el quinto de peso que cuelga del alambre es igual a , F = 5 * 100 g * 9,8 m sec ^ 2 . Force utiliza unidades de Newton , que son kg /m ^ 2 . Convertir el peso en kg y resolver para la fuerza . 100 g = 0,1 kg . F = 5 * 0,1 * 9,8 = 4,9 N /m ^ 2 .
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Encontrar la tensión en el alambre utilizando la cepa = x /L , donde x es el estiramiento del alambre y L es la longitud original del hilo. Por ejemplo , supongamos que después de colocar cinco pesos de 100 g en la percha , la longitud del hilo mide 1,16 m con una longitud original de 1,15 m . Strain = 0,01 /1,15 = 8,7 x 10 ^ -3 .
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Módulo de Calcular jóvenes dividiendo la tensión por la cepa . Por ejemplo , en el punto donde mayor peso es de 0,5 kg, el estrés es de 4,9 y la cepa es de 8,7 x 10 ^ -3 . Módulo de Young = esfuerzo /deformación = 4,9 /8,7 x 10 ^ -3 = 563,21 N /m ^ 2 . El mejor valor para el módulo de Young se encuentra trazando tensión frente a la tensión para todos los puntos de datos y el cálculo de la pendiente de la recta de mejor ajuste resultante.