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探究與實作
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探究與實作 竹籤與竹筷的抗壓性
2018-03-02

竹籤與竹筷是生活中常見的材料,我們可以以此作為一個實作的題目。以學習材料受力的變化。首先取竹籤與竹筷,並將其裁成數段10公分長的樣品...

 
 
 
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  PASCO數位化實驗-探究與實作-竹籤與竹筷的抗壓性  
     
 

竹籤與竹筷是生活中常見的材料,我們可以以此作為一個實作題目,以學習材料受力的變化。

 
     
 

實驗流程 /

1.  首先取竹籤與竹筷,並將其裁成數段 10 公分長的樣品。

 
     
  PASCO數位化實驗-探究與實作-竹籤與竹筷的抗壓性  
     
 

2.  利用PASCO材料測試機,並換上壓縮夾具,將竹籤固定在夾具之上,對竹籤進行壓縮測試。

 
     
 

慢慢旋轉旋鈕以控制夾具緩降,此時可以發現竹籤隨著壓力增大而變形,以力量對形變作圖,可以發現竹籤的材質是有些微彈性,不過隨著壓力增大到達臨界值,竹籤最終斷裂。

 
     
 
 
 
 
 

3.  接著將竹籤固定在剪力測量夾具上,慢慢控制夾具緩降,可以發現竹籤受到的力量越來越大。直到斷裂的一瞬間,可以在圖上看到受的力量歸零。

 
     
 
 
 
 
 

4.  最後利用側向受力夾具,本次示範分別測了 1 根 (第1次)、2 根 (第2次)、3 根 (第3次)竹籤、另外再加上較粗的竹筷 (第4次)

 
     
 
 
 
 
 

得到 4 次數據如下:

 
     
  PASCO數位化實驗-探究與實作-竹籤與竹筷的抗壓性  
     
 

總結與延伸 /

如上圖,竹籤的抗力程度隨竹籤的數目增加而增大,但是由實測數據我們可以發現,一根較厚實的竹筷其抗力程度大於 3 根細竹籤同時累加,這是否跟您的預測不同呢?

 
     
 

本次示範使用了手機版 app,可以很便利地得到測試的數據。以 PASCO 材料測試機進行實驗非常簡單且快速,而且可以用手機直接獲取原始的數據並作圖,利用不同夾具可以針對不同材料進行測試。如下圖是針對 PASCO 結構組的鋼性與彈性工字梁 所做的測試:可以發現彈性材料隨著受力而產生應變,會抵銷較大的外力。而剛性材料則直接崩潰。

 
     
 
 
 
 
 

您可以先從手邊的材料開始試試吧,不論是塑膠、木頭、還是金屬,只要更換適合的夾具,都可適用您所要分析的材料。

 
     
 

希望對您有幫助,如有任何問題,請與我們聯繫。

 
     
 

相關連結 /

PASCO 完整材料測試系統
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