«Резеңкенің Юнг модулін анықтау» зертханалық жұмыс. Физика, 10 сынып, қосымша материал.

Теориялық материал

Юнг модулі немесе серпімділік модулі - Материалдағы механикалық кернеудің зат тегіне және сыртқы шарттарға тәуелділігін сипаттайтын шама. Басқаша айтқанда заттың серпімді деформация кезіндегі созылу не сығылуға қарсылық білдіру қасиетін сипаттайтын шама. XIX ғасыр ағылшын физигі Томас Юнг құрметімен аталған. Механиканың динамикалық есептерінде Юнг модулі жалпы мағынасында пайдаланылады — орта мен процесс функционалы ретінде. Халықаралық бірліктер жүйесінде (СИ) ньютон метр квадратқа немесе паскальмен өлшенеді.

Юнг модулі келесідегідей есептеледі:

{\displaystyle E={\frac {F/S}{x/l}}={\frac {Fl}{Sx}},}

мұндағы:

• E — серпімділік модулі,
• F — күш,
• S — күш әсер ететін бет ауданы,
• l — деформацияланатын білік ұзындығы,
• x — серпімді деформация кезіндегі білік ұзындығы өзгерісі модулі (өлшем бірлігі ұзындық l сияқты).

 Қатты дененің деформациясы механикалық кернеудің белгілі мәніне дейін Гук заңына бағынады. Созылған темір сымның деформациясы мен кернеуінің арасындағы байланысты диаграмма арқылы көрсетейік:

 4.12 - сурет

 Деформация шамасы аз мөлшерде болғанда –ның мәні –ге  тура пропорционал. Гук заңы орындалатын  сызықтық байланысқа сәйкес кернеудің мәнін пропорционалдық шегі  деп атайды. Суретте ол нүктесіне сәйкес. Кернеуді арттырсақ деформация әлі де серпімді, бірақ  тәуелділігі сызықтық байланыста болмайды ( қисығы).

 Олай болса  қалдық деформация байқалмайтын кернеудің мәнін серпімділік шегі    деп атайды, оған  нүктесі сәйкес. Кернеуді арттырмасақ та салыстырмалы деформацияның өсуіне сәйкес келетін( түзуі) кернеу мәнін аққыштық шегі  дейді ( нүкте). Аққыштығы ұзаққа созылатын материалдар тұтқыр, аққыштық қасиет байқалмайтындар морт деп аталады. Дененің үзіліп кетуіне дейін шыдайтын кернеудің ең үлкен мәнін ( нүктесіне сәйкес) беріктік шегі  немесе уақытша кедергі деп атайды.   нүктесінде дене үзіледі.