专利名称：沙漏排水法测量金属丝杨氏模量的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属丝性能参数的测试领域，特别是金属丝的杨氏模量的测量。
背景技术：
在物理实验中测量金属丝的杨氏模量，由于其伸长量比较小，一般采用光杠杆来放大，通过望远镜来观察，由于调节望远镜寻找标尺的像对部分学生来说比较难，影响到该部分学生的实验效果。

发明内容
为克服望远镜观察标尺的困难，本发明采用排水法来对金属丝的伸长量进行放大。本发明解决其技术问题采用的技术方案是由于拉力作用金属丝伸长，如果金属丝上固定一个有较大面积的圆柱体，虽然伸长量小，但伸长量乘面积可以是一个容易观察的量，方法是将圆柱体底部部分浸入水容器水中，此时水已经可以从溢水口流出，等稳定后溢水口不再滴水时将水杯的水倒掉，测量此时的水杯质量，再将水杯放到溢水口下，然后用一定质量的沙缓慢倒入储沙桶，将金属丝拉长，圆柱体下移排水，这部分排水量通过溢水口流到水杯中，测量通过溢水口收集到的水的质量(测量当前的温度，查表获取该温度的水的密度，从而算出水的体积)以及圆柱体的面积就可以计算金属丝的伸长量，根据沙的质量计算重力，测量金属丝的直径后就可以计算金属丝的杨氏模量。本发明的有益效果是本发明将金属丝的伸长量放大为(圆柱面积/金属丝的面积)倍；方法简单直观，操作简单易行。


图I是沙漏排水法测量金属丝杨氏模量的示意图。其中，I、金属丝固定点，2、金属丝，3、门型固定架，4、圆柱体，5、水容器，6、溢水口，7、水杯，8、储沙桶。
具体实施例方式在水容器5中加入足够的水使水刚刚可以从溢水口 6流出，此时圆柱体4已经部分浸入水中，等溢水口不再滴水时，将水杯7的水倒掉，测量此时空水杯的质量。金属丝2的长度是金属丝固定点I到圆柱体4上表面的长度；装置固定在一个门型固定架3上。先称量沙的质量，再将沙缓缓地倒入储沙桶8中，重物加重导致金属丝伸长，使圆柱体4在水容器5中下移排挤更多的水，排挤的水从溢水口 6排出进入水杯中。 用物理天平称量水杯7中水的质量，两次水杯的质量差就是圆柱体下移导致的排水量，根据排水的质量以及圆柱体4的面积，就可以计算出金属丝的伸长量，再用千分尺测量金属丝的直径。有了金属丝的直径、长度、拉力大小(沙的重量)以及伸长量，就可以计算 金属丝的杨氏模量。
权利要求
1.本发明沙漏排水法测量金属丝杨氏模量，其特征是金属丝上固定一个有较大面积的圆柱体，圆柱体底部部分浸入水容器水中，此时水已经可以从溢水口流出，等稳定后溢水口不再滴水时将水杯的水倒掉，测量此时的水杯质量，再将水杯放到溢水口下，然后用一定质量的沙缓慢倒入储沙桶，将金属丝拉长，圆柱体下移排水，这部分排水量通过溢水口流到水杯中，通过溢水口收集到的水量以及圆柱体的面积就可以计算金属丝的伸长量，根据沙的质量计算重力，测量金属丝的直径后就可以计算金属丝的杨氏模量。
全文摘要
本发明沙漏排水法测量金属丝杨氏模量涉及金属丝的杨氏模量的测量。金属丝杨氏模量实验中调节望远镜寻找标尺的像对部分学生来说比较难。本发明的技术方案是金属丝上固定一个有较大面积的圆柱体，将圆柱体底部部分浸入水中，此时水已经可以从溢水口流出，再用一定量的重物将金属丝拉长，排水量增加，将重物导致的这部分排水量通过一个溢水口流到一个水杯中，通过溢水口收集到的水量以及圆柱体的面积就可以计算金属丝的伸长量。本发明的有益效果是本发明将金属丝的伸长量放大为(圆柱面积/金属丝的面积)倍；方法简单直观，操作简单易行。
文档编号G01B5/08GK102663931SQ201210107298
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者穆万军, 胡再国, 邹旭敏 申请人:四川大学