确定给定金属丝材料的杨氏弹性模量

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杨氏模量通常用于材料内部纵向压缩或拉伸发生变化时。它是一个数值常数，有助于描述材料的弹性特性以及实时承受拉伸或压缩的能力。借助杨氏模量，可以更容易地确定材料的弹性，因为它能够测量特定电气系统内的压缩或拉伸。

什么是杨氏模量？

杨氏模量是材料的一种属性，它会影响材料的实时变形和弹性。它也可以定义为拉伸应力与拉伸应变之比，其中应力表现为施加的力的大小，并测量材料的弹性（吴等，2018）。用于定义杨氏模量的曲线完全基于应力和应变以及其他成分，如脆性、延性和塑性。

图 1：杨氏模量

杨氏模量是材料的一个关键且基本的属性，它取决于压力和温度。简单来说，杨氏模量是一个数值常数，可以测量材料在纵向压缩或纵向拉伸下抵抗长度变形的能力（伯明翰，2022）。

在实时情况下，低模量的材料倾向于具有延展性，但有时也会表现出脆性。

确定杨氏模量所需的材料

通过杨氏模量确定弹性需要一系列材料，这些材料是开始该过程并保持其真实性的必要条件。此过程中最重要的组件是塞尔装置。

它有助于启动确定过程的初始阶段。此程序中接下来需要的是两根相同直径和长度的长钢丝。此外，此过程还需要一把米尺和一个螺旋测微器来进行测试的技术方面（物理学概念，2022）。之后，施加一定数量的开槽砝码用于确定过程。在此过程中，施加的开槽砝码在初始阶段重量为 0.5 公斤。最后，需要一个 1 公斤的挂钩才能成功地通过实时杨氏模量确定给定金属丝的弹性。

塞尔装置的描述

塞尔装置通常用于实时测量杨氏模量。当固体材料经历一些弹性变形时，会对其施加少量外力。该装置在建筑物和桥梁的建造以及人体结构植入物中起着有用的作用。该装置包括两根连接到刚性支撑的等长金属丝（物理学概念，2022）。

在此基础设施中，控制线和测试线都连接到水平杆的另一端。

图 2：塞尔装置

在塞尔装置的物理结构中，水平杆上安装了一个水平仪。在确定过程中，当杆铰接到控制线上时，如果侧面的重量增加，它就会伸长。水平仪也可以通过稍微倾斜来调节（物理学概念，2022）。塞尔装置内的倾斜可以通过旋转连接到测试线侧位置的千分尺的螺钉来控制。

通过杨氏模量确定弹性的程序

通过杨氏模量确定弹性遵循一个广泛的程序，从装置的布置到观察结果的记录。在此过程中，需要将两根钢丝放置到位以确定弹性。之后，开始悬挂和移除程序，并测量金属丝的长度（Isaacphysics，2022）。然后设置螺距并保持螺旋测微器以及金属丝的长度直至其中间和末端。紧随其后，需要调整球面仪螺钉并移除所有开槽砝码。最后，重复必要的步骤并记录观察结果以供进一步评估。

确定杨氏弹性模量的观察结果

序号	主尺读数	副尺读数		总读数 N+ n×(LC)d (cm)
读数 N (cm)		参考线刻度数 (n)	值 n×(LC) (cm)	N+ n×(LC)d (cm)
1.				d1=
				d2=
2.				d3=
				d4=
3.				d5=
				d6=
4.				d7=
				d8=
5.				d9=
				D10=

表 1：通过杨氏模量确定弹性

结论

杨氏模量是确定给定金属丝实时弹性的有效程序。该模量能够同时控制应力和应变，最终使其能够正确地确定弹性。塞尔装置是本程序的关键组成部分，它使人们能够正确地进行该过程，尤其是在处理具有相同直径和长度的实时金属丝时。因此，该模量是一种有效的过程，可以成功地确定实时金属丝的弹性。

常见问题解答

Q1. 使用杨氏模量确定弹性的注意事项有哪些？

通过杨氏模量确定弹性需要在开始过程之前收集相同的材料、长度和横截面积。此外，两根金属丝的支撑都需要坚固，并且需要不断测量不同位置的金属丝直径。

Q2. 在确定弹性时，杨氏模量会随长度变化吗？

在杨氏模量中，当用于确定给定金属丝的弹性时，长度不会发生变化。它不会发生变化，因为应力值导致的直径增加，从而通过应变的扩展而增加。

Q3. 温度是否会控制杨氏模量？

在确定弹性的过程中，杨氏模量内的温度会升高和降低。弹性和温度之间的关系成正比，因为当实时总体弹性降低时，温度会升高。