確定給定金屬絲材料的楊氏彈性模量

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楊氏模量通常用於材料內部縱向壓縮或拉伸發生變化時。它是一個數值常數，有助於描述材料的彈性特性以及即時承受拉伸或壓縮的能力。藉助楊氏模量，可以更容易地確定材料的彈性，因為它能夠測量特定電氣系統內的壓縮或拉伸。

什麼是楊氏模量？

楊氏模量是材料的一種屬性，它會影響材料的即時變形和彈性。它也可以定義為拉伸應力與拉伸應變之比，其中應力表現為施加的力的大小，並測量材料的彈性（吳等，2018）。用於定義楊氏模量的曲線完全基於應力和應變以及其他成分，如脆性、延性和塑性。

圖 1：楊氏模量

楊氏模量是材料的一個關鍵且基本的屬性，它取決於壓力和溫度。簡單來說，楊氏模量是一個數值常數，可以測量材料在縱向壓縮或縱向拉伸下抵抗長度變形的能力（伯明翰，2022）。

在即時情況下，低模量的材料傾向於具有延展性，但有時也會表現出脆性。

確定楊氏模量所需的材料

透過楊氏模量確定彈性需要一系列材料，這些材料是開始該過程並保持其真實性的必要條件。此過程中最重要的元件是塞爾裝置。

它有助於啟動確定過程的初始階段。此程式中接下來需要的是兩根相同直徑和長度的長鋼絲。此外，此過程還需要一把米尺和一個螺旋測微器來進行測試的技術方面（物理學概念，2022）。之後，施加一定數量的開槽砝碼用於確定過程。在此過程中，施加的開槽砝碼在初始階段重量為 0.5 公斤。最後，需要一個 1 公斤的掛鉤才能成功地透過即時楊氏模量確定給定金屬絲的彈性。

塞爾裝置的描述

塞爾裝置通常用於即時測量楊氏模量。當固體材料經歷一些彈性變形時，會對其施加少量外力。該裝置在建築物和橋樑的建造以及人體結構植入物中起著有用的作用。該裝置包括兩根連線到剛性支撐的等長金屬絲（物理學概念，2022）。

在此基礎設施中，控制線和測試線都連線到水平杆的另一端。

圖 2：塞爾裝置

在塞爾裝置的物理結構中，水平杆上安裝了一個水平儀。在確定過程中，當杆鉸接到控制線上時，如果側面的重量增加，它就會伸長。水平儀也可以透過稍微傾斜來調節（物理學概念，2022）。塞爾裝置內的傾斜可以透過旋轉連線到測試線側位置的千分尺的螺釘來控制。

透過楊氏模量確定彈性的程式

透過楊氏模量確定彈性遵循一個廣泛的程式，從裝置的佈置到觀察結果的記錄。在此過程中，需要將兩根鋼絲放置到位以確定彈性。之後，開始懸掛和移除程式，並測量金屬絲的長度（Isaacphysics，2022）。然後設定螺距並保持螺旋測微器以及金屬絲的長度直至其中間和末端。緊隨其後，需要調整球面儀螺釘並移除所有開槽砝碼。最後，重複必要的步驟並記錄觀察結果以供進一步評估。

確定楊氏彈性模量的觀察結果

序號	主尺讀數	副尺讀數		總讀數 N+ n×(LC)d (cm)
讀數 N (cm)		參考線刻度數 (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：透過楊氏模量確定彈性

結論

楊氏模量是確定給定金屬絲即時彈性的有效程式。該模量能夠同時控制應力和應變，最終使其能夠正確地確定彈性。塞爾裝置是本程式的關鍵組成部分，它使人們能夠正確地進行該過程，尤其是在處理具有相同直徑和長度的即時金屬絲時。因此，該模量是一種有效的過程，可以成功地確定即時金屬絲的彈性。

常見問題解答

Q1. 使用楊氏模量確定彈性的注意事項有哪些？

透過楊氏模量確定彈性需要在開始過程之前收集相同的材料、長度和橫截面積。此外，兩根金屬絲的支撐都需要堅固，並且需要不斷測量不同位置的金屬絲直徑。

Q2. 在確定彈性時，楊氏模量會隨長度變化嗎？

在楊氏模量中，當用於確定給定金屬絲的彈性時，長度不會發生變化。它不會發生變化，因為應力值導致的直徑增加，從而透過應變的擴充套件而增加。

Q3. 溫度是否會控制楊氏模量？

在確定彈性的過程中，楊氏模量內的溫度會升高和降低。彈性和溫度之間的關係成正比，因為當即時總體彈性降低時，溫度會升高。