專利名稱：沙漏排水法測量金屬絲楊氏模量的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬絲性能參數的測試領域，特別是金屬絲的楊氏模量的測量。
背景技術：
在物理實驗中測量金屬絲的楊氏模量，由于其伸長量比較小，一般采用光杠桿來放大，通過望遠鏡來觀察，由于調節望遠鏡尋找標尺的像對部分學生來說比較難，影響到該部分學生的實驗效果。
發明內容
為克服望遠鏡觀察標尺的困難，本發明采用排水法來對金屬絲的伸長量進行放大。本發明解決其技術問題采用的技術方案是由于拉力作用金屬絲伸長，如果金屬絲上固定一個有較大面積的圓柱體，雖然伸長量小，但伸長量乘面積可以是一個容易觀察的量，方法是將圓柱體底部部分浸入水容器水中，此時水已經可以從溢水口流出，等穩定后溢水口不再滴水時將水杯的水倒掉，測量此時的水杯質量，再將水杯放到溢水口下，然后用一定質量的沙緩慢倒入儲沙桶，將金屬絲拉長，圓柱體下移排水，這部分排水量通過溢水口流到水杯中，測量通過溢水口收集到的水的質量(測量當前的溫度，查表獲取該溫度的水的密度，從而算出水的體積)以及圓柱體的面積就可以計算金屬絲的伸長量，根據沙的質量計算重力，測量金屬絲的直徑后就可以計算金屬絲的楊氏模量。本發明的有益效果是本發明將金屬絲的伸長量放大為(圓柱面積/金屬絲的面積)倍；方法簡單直觀，操作簡單易行。
圖I是沙漏排水法測量金屬絲楊氏模量的示意圖。其中，I、金屬絲固定點，2、金屬絲，3、門型固定架，4、圓柱體，5、水容器，6、溢水口，7、水杯，8、儲沙桶。
具體實施例方式在水容器5中加入足夠的水使水剛剛可以從溢水口 6流出，此時圓柱體4已經部分浸入水中，等溢水口不再滴水時，將水杯7的水倒掉，測量此時空水杯的質量。金屬絲2的長度是金屬絲固定點I到圓柱體4上表面的長度；裝置固定在一個門型固定架3上。先稱量沙的質量，再將沙緩緩地倒入儲沙桶8中，重物加重導致金屬絲伸長，使圓柱體4在水容器5中下移排擠更多的水，排擠的水從溢水口 6排出進入水杯中。 用物理天平稱量水杯7中水的質量，兩次水杯的質量差就是圓柱體下移導致的排水量，根據排水的質量以及圓柱體4的面積，就可以計算出金屬絲的伸長量，再用千分尺測量金屬絲的直徑。有了金屬絲的直徑、長度、拉力大小(沙的重量)以及伸長量，就可以計算 金屬絲的楊氏模量。
權利要求
1.本發明沙漏排水法測量金屬絲楊氏模量，其特征是金屬絲上固定一個有較大面積的圓柱體，圓柱體底部部分浸入水容器水中，此時水已經可以從溢水口流出，等穩定后溢水口不再滴水時將水杯的水倒掉，測量此時的水杯質量，再將水杯放到溢水口下，然后用一定質量的沙緩慢倒入儲沙桶，將金屬絲拉長，圓柱體下移排水，這部分排水量通過溢水口流到水杯中，通過溢水口收集到的水量以及圓柱體的面積就可以計算金屬絲的伸長量，根據沙的質量計算重力，測量金屬絲的直徑后就可以計算金屬絲的楊氏模量。
全文摘要
本發明沙漏排水法測量金屬絲楊氏模量涉及金屬絲的楊氏模量的測量。金屬絲楊氏模量實驗中調節望遠鏡尋找標尺的像對部分學生來說比較難。本發明的技術方案是金屬絲上固定一個有較大面積的圓柱體，將圓柱體底部部分浸入水中，此時水已經可以從溢水口流出，再用一定量的重物將金屬絲拉長，排水量增加，將重物導致的這部分排水量通過一個溢水口流到一個水杯中，通過溢水口收集到的水量以及圓柱體的面積就可以計算金屬絲的伸長量。本發明的有益效果是本發明將金屬絲的伸長量放大為(圓柱面積/金屬絲的面積)倍；方法簡單直觀，操作簡單易行。
文檔編號G01B5/08GK102663931SQ201210107298
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月13日 優先權日2012年4月13日
發明者穆萬軍, 胡再國, 鄒旭敏 申請人:四川大學