金属丝杨氏模量实验的数据处理

发布时间：2021-04-13 01:53

　　杨氏模量是描述固体材料抵抗外力产生拉伸或压缩形变能力的物理量[1]。测定材料的杨氏模量在工程技术实践中具有重大作用。本文介绍了拉伸法测量铁丝的杨氏模量。用逐差法、 EXCLE、 MATLAB这三种方法来处理实验数据。通过比较发现,逐差法的误差较大、计算过程繁杂。采用计算机软件处理数据结果准确度高,计算过程简单明了,可以有效提高学生的实验技能和科研水平。 

【文章来源】：科技视界. 2019,(31)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

再运行程序：h=1;plot(F,n,h);

科技视界Science&TechnologyVision科技视界Science&TechnologyVisionn23=(n3+n13)/2;n24=(n4+n14)/2;n25=(n5+n15)/2;n26=(n6+n16)/2;n27=(n7+n17)/2;n28=(n8+n18)/2;n29=(n9+n19)/2;n30=(n10+n20)/2;n31=n22-n21;n32=n23-n21;n33=n24-n21;n34=n25-n21;n35=n26-n21;n36=n27-n21;n37=n28-n21;n38=n29-n21;n39=n30-n21;n=[0,n31,n32,n33,n34,n35,n36,n37,n38,n39];plot(F,n);由该程序得到如图4。再运行程序：h=1;plot(F,n,h);可以得到图5，即可得到此直线的斜率k=0.0012。图5在MATLAB中输入程序：L=[0.7401,0.741,0.7405,0.7405,0.7403];avg_L=mean(L)输出：avg_L=0.7405输入：D=[2.0604,2.061,2.0608,2.061,2.0604];avg_D=mean(D)输出：avg_D=2.0607输入：d=[0.000482,0.000489,0.000488,0.000481,0.000483];avg_d=mean(d)输出：avg_d=4.8460e-04输入：b=[0.07815,0.07815,0.07812,0.07807,0.07815];avg_b=mean(b)输出：avg_b=0.0781从而得到L、D、b及d的值，代入Y=8×L×D3.14×d2×b×k，即Y=1.767×1011Pa相对误差：η=1.767×1011-1.9×10111.9×1011100%=7.00%5结论我们知道铁丝杨氏模量的实验参考值为Y参考=1.90×10-11Pa.本次实验的三种计算结果都分别是Y逐差=1.75×1011Pa,YEXCLE=1.76×1011Pa,YMATLAB=1.77×1011Pa。实验值和参考值之间明显存在差值，对应误差分别为η逐差=7.79%，ηEXCLE=7.21%,ηMATLAB=7.00%。究其误差原因：1）实验数据的不准确性。实验过程中，需在加完或减完砝码时，铁丝不?

【参考文献】：
期刊论文
[1]拉伸法测头发丝杨氏模量实验装置的改装[J]. 谢杨莹,秦玉霞,杨旭昕,叶全林.  物理实验. 2018(09)
[2]用双臂电桥测金属丝杨氏模量的优化实验[J]. 刘志亮.  物理通报. 2018(07)
[3]新的实验方法在大学物理实验课堂中的应用[J]. 白冰.  新西部. 2017(27)



本文编号：3134389