杨氏模量
任何固体在外力使用下都要发生形变,最简单的形变就是物体受外力拉伸(或
压缩)时发生的伸长(或缩短)形变。本实验研究的是棒状物体弹性形变中的伸长
形变。
设金属丝的长度为L,截面积为S,一端固定,
一端在延长度方向上受力为F,并伸长L,如图
21-1,比值:
?L
L
F
S是物体的相对伸长,叫应变。 是物体单位面积上的作用力,叫应力。
根据胡克定律,在物体的弹性限度内,物体的应力与应
变成正比,即
F
S?Y?L
L
则有
Y?FL
S?L (1)
(1)式中的比例系数Y称为杨氏弹性模量(简称杨氏模量)。 实验证明:杨氏模量Y与外力F、物体长度L以及截面积的大小均无关,而只
取决定于物体的材料本身的性质。它是表征固体性质的一个物理量。
根据(1)式,测出等号右边各量,杨氏模量便可求得。