ความแค้นดึงและความเครียดดึง

เพื่อให้นักเรียนศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นดึงและความเครียดดึง

1. ชุดทดลองความเค้นดึงและความเครียดดึง

3. ลวดทองแดงอาบน้ำยา เบอร์ 37 ยาว 2 เมตร

2. นอต

4. ที่ยึด

ประกอบอุปกรณ์ซึ่งอาจจัดหาและทำขึ้นได้เอง ซึ่งมีแผ่นไม้เจาะด้วยสว่านที่ขอบให้หมุดย้ำ หรือตะปูประมาณ 1 นิ้ว สามารถสวมได้หลวมๆ และหมุนได้ ไม่อีกสองชิ้นประกบกันขันสกรูยึดปลายหนึ่งของลวดโลหะ เช่น ลวดทองแดงอาบน้ำยาขนากเล็ก นำลวดมาพันตะปูตัวแรกหนึ่งรอบแล้วไปพาดตะปูอีกตัวหนึ่งแล้วห้อยขอสำหรับถ่วงด้วยนอตที่ปลาย ดังรูป

ตะปูตัวแรกติดเข็มเบาๆ ซึ่งอาจทำจากหลอดกาแฟยาวเสียบไว้ ดังนั้นเมื่อถ่วงนอต ลวดยืดเล็กน้อย ตะปูที่พ้นลวดจะหมุนเล็กน้อยแต่ปลายเข็มจะเลื่อนเห็นได้ชัด
บันทึกระยะที่เข็มเบนกับจำนวนนอตต่างๆที่เพิ่มขึ้น แล้วลดลง หาความยาวที่เพิ่ม ขึ้นจริงเฉลี่ยจากที่เพิ่มและลดจำนวนนอต อาจเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนนอตและระยะที่เพิ่ม หรือ คำนวณความเค้นดึงและความเครียดดึงของเส้นลวดแล้ว เขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นดึงและความเครียดดึงของลวดทองแดง

ปริมาณที่เกี่ยวข้องและต้องทำการวัดก่อนการทดลอง ได้แก่ รัศมีของหมุดย้ำ (OA') r = 2.325 mn = 2.325×10^-3 m
ความยาวของเข็มชี้ วัดจากจุด O ถึงปลายเข็มชี้ A (OA'+A'A) = 0.169 m

ดังนั้น = 1.375×10^-2

มวลเฉลี่ยของนอต 1 ตัว m = 19.58 g
ดังนั้น น้ำหนักเฉลี่ยของนอต 1 ตัว F = 0.192 N
ลวดทองแดงเบอร์ 37 มีรัศมี 0.1727 mn
มีพื้นที่หน้าตัด
ดังนั้น

เมื่อนำผลการทดลองที่ได้ไปเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนนอตและความยาวที่เพิ่มของลวดทองแดง

สรุปได้ว่า
         1.เมื่อออกแรงดึงลวดทองแดง พบว่าลวดทองแดงมีความยาวเพิ่มขึ้น แสดงว่าลวดทองแดงมีสภาพยืดหยุ่น
         2.กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นดึงและความเครียดดึงภายในขีดจำกัดการแปรผันตรงมีค่าคงตัว
         3.ความชันของกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นดึงและความเครียดดึง มีค่าคงตัวสำหรับวัสดุชนิดหนึ่งๆ ค่าคงตัวนี้ เรียกว่า มอดูลัสของยัง (E) ซึ่งเขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ว่า