일반물리학실험 | Ewing 장치에 대한 Young률 측정

 

 

 

TIP

 

 

금속막대가 휘었을 때 막대중심의 변위를 이용하여 그 금속의 Young률을 구한다.

 

 

 

Young율

구리와 같은 금속 재료는 일정한 크기의 힘을 주면 그 형태가 변화하였다가, 그 힘이 사라지면 다시 원상태로 돌아오는 성질이 있다. 이러한 성질을 탄성(Elasticity) 이라 부른다. 이러한 탄성의 성질을 가장 먼저 공식화 한 사람이 Thomas Young이다. 형태가 변화하는 정도(변형: Strain)는 가해지는 힘(변형력: Stress)에 비례한다. 이 비례상수를 영율(Young's modulus)이라 한다. 그런데 이 영율은 상수이므로 가해지는 힘에 따라 변형되는 정도가 달라지지 않을 뿐만 아니라 물질마다 그 성질이 차이가 나므로 물질의 고유특성이 될 수 있다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 금속막대의 양 받침날 사이의 길이 ｌ을 측정한다.

 

2) 시료를 칼날 받침대에 놓고, 추 걸게를 중앙에 걸쳐 놓는다. 그런 다음 그 중 앙점에 다이얼 게이지의 텐션 바가 닿을 수 있도록 높이와 위치를 조정한다.

 

3) 추걸이를 추 걸게이 걸고 흔들리지 않도록 한 다음, 영점을 읽는다.

 

4) 추걸이에 200g의 추를 올려 놓고 눈금을 기록한 다음, 계속해서 200g씩 추를 증가시키며 눈금을 기록한다.

 

5) 1,000g까지 측정한 다음, 반대로 200g씩 감소시키면서 눈금을 기록하여 평균을 취한다.

 

6) 금속막대의 폭 a, 두께 b를 vernier calliper를 이용하여 측정한다.

 

7) 식 (2)를 이용하여 YOUNG률을 계산한다.

 

 

8) 시료의 형태와 재질에 따라 추의 질량과 개수를 변화시킬 수 있다.

 

 

 

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