一、金屬絲的楊氏模量一般多大
金(jin)(jin)屬(shu)絲是一種常見的金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料,廣泛應(ying)用于電子、機(ji)械、航空航天等領域。在使用金(jin)(jin)屬(shu)絲時,我們(men)需要了(le)解其力(li)學性能,其中楊氏模量是一個重(zhong)要的指(zhi)標。
楊(yang)氏(shi)模量(liang)是描述材料在受力時(shi)變形程(cheng)度(du)的(de)(de)物理量(liang),通(tong)常用符號E表示。它的(de)(de)單位是帕斯(si)卡(Pa),也可以用兆帕(MPa)表示。楊(yang)氏(shi)模量(liang)越大,材料的(de)(de)剛度(du)越高,抗彎強度(du)也越大。
不同金屬絲的(de)楊氏(shi)模量參(can)考值(zhi)(zhi)(zhi)有所(suo)不(bu)同。例如,鋼絲的(de)楊氏(shi)模量參(can)考值(zhi)(zhi)(zhi)約為(wei)(wei)200GPa,銅絲的(de)楊氏(shi)模量參(can)考值(zhi)(zhi)(zhi)約為(wei)(wei)120 GPa,鋁絲的(de)楊氏(shi)模量參(can)考值(zhi)(zhi)(zhi)約為(wei)(wei)70GPa。這些(xie)參(can)考值(zhi)(zhi)(zhi)可以幫助我們選擇合(he)適的(de)金屬絲材料,以滿足特定的(de)工(gong)程需求。
二、 金屬絲的楊氏模量如何測量
1、懸掛秤法
該方(fang)法是通過在(zai)金屬(shu)絲的(de)(de)兩(liang)端懸(xuan)掛不同(tong)質量(liang)(liang)的(de)(de)物(wu)體,形(xing)成不同(tong)的(de)(de)應變和應力,進而(er)求得楊氏(shi)模量(liang)(liang)。其中,應變為金屬(shu)絲的(de)(de)伸(shen)長(chang)(chang)量(liang)(liang)除(chu)以原始長(chang)(chang)度,應力則為懸(xuan)掛物(wu)體的(de)(de)質量(liang)(liang)除(chu)以金屬(shu)絲的(de)(de)橫(heng)截面積。具(ju)體實驗方(fang)法為:首先將金屬(shu)絲固(gu)定在(zai)兩(liang)個鉤子上,調節懸(xuan)掛重物(wu)的(de)(de)質量(liang)(liang),分別稱量(liang)(liang)不同(tong)質量(liang)(liang)物(wu)體并記(ji)(ji)錄(lu)金屬(shu)絲的(de)(de)長(chang)(chang)度。然后,分別掃描記(ji)(ji)錄(lu)桿的(de)(de)讀數,緊接著在(zai)計(ji)算機上讀取數據并計(ji)算得到楊氏(shi)模量(liang)(liang)。
2、懸掛法
該(gai)方法是把(ba)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲間隔拉伸(shen)并掛(gua)(gua)在(zai)相同(tong)(tong)高度(du)的(de)兩(liang)個插(cha)銷上(shang),由于其重(zhong)力作用,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲會發生(sheng)不同(tong)(tong)的(de)懸(xuan)掛(gua)(gua)狀(zhuang)態,測定(ding)每種懸(xuan)掛(gua)(gua)狀(zhuang)態下金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲的(de)長(chang)度(du)和(he)質(zhi)量(liang),并計算出應(ying)力和(he)應(ying)變,從(cong)(cong)而得(de)(de)出楊(yang)氏模量(liang)。具體(ti)實驗方法為:首先將金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲在(zai)固定(ding)點上(shang)固定(ding),并在(zai)中心掛(gua)(gua)兩(liang)個相距(ju)稍遠的(de)容器,分別(bie)從(cong)(cong)上(shang)方放(fang)入掛(gua)(gua)有不同(tong)(tong)質(zhi)量(liang)的(de)砝(fa)碼(ma)。然后(hou),觀察金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲的(de)懸(xuan)掛(gua)(gua)狀(zhuang)態并分別(bie)記錄下金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲的(de)長(chang)度(du)和(he)質(zhi)量(liang),最(zui)后(hou)計算得(de)(de)到楊(yang)氏模量(liang)。
3、懸掛輪法
該方法是將(jiang)金屬絲固定(ding)(ding)在(zai)兩端(duan)的(de)輪(lun)(lun)上(shang),輪(lun)(lun)子質(zhi)量越高,金屬絲所(suo)掛載(zai)的(de)物體質(zhi)量也就越大,從(cong)而得(de)到不同(tong)的(de)應變和應力。具體實驗(yan)方法為:首先定(ding)(ding)制實驗(yan)裝置,將(jiang)金屬絲固定(ding)(ding)在(zai)正中間的(de)輪(lun)(lun)上(shang),分別固定(ding)(ding)其兩端(duan)。然(ran)后,在(zai)輪(lun)(lun)子上(shang)加上(shang)逐漸增大的(de)質(zhi)量,直到輪(lun)(lun)子開(kai)始停止轉(zhuan)動,記錄下這時(shi)各(ge)參數的(de)值。最后,對數據進行處(chu)理,求得(de)楊氏模量。
總的(de)(de)來(lai)說,金屬絲楊氏(shi)模量(liang)的(de)(de)測量(liang)方法(fa)有許多不同的(de)(de)方式(shi),不同的(de)(de)方法(fa)的(de)(de)特點與優勢不同,科學家可以根據(ju)實驗(yan)的(de)(de)需(xu)求及(ji)實驗(yan)室(shi)條件選擇適(shi)合的(de)(de)方法(fa)。