ヤングの実験 引張り強さ

質問

この前このような実験をしました。
アルミ線をばねばかりで引張ってみようというものです。
一端を固定して他端をばねばかりで引張りました。
皆同じ種類のアルミ線を使って行ったのに切れるときが4.9kgfの人がほとんどだったのに私達の班だけ5.6kgfでした。
たぶん物質によって引張り強さが決まっているのだと思いますが、このような実験結果になったのはなぜでしょうか？
教えてください!!

回答No.2

drmuraberg

アルミ線の製造では、アルミの塊をアルミ線の太さの穴の開いたとても
堅い金型（ダイス）というに通して、強制的に変形させて作ります。
この時にアルミは変形して、その内部でアルミ原子は再配列し特定の
構造をとります（欠陥を含んだ）。

そのアルミ線の引っ張り試験をすると、最初は変形と力が比例します。
変形が大きくなると比例しなくなり、最後には破断します。
破断には確率的な要素が効いてくるために、破断つまり引っ張り強さの
値は大きくばらつきます。
簡単な実験で＜4.9kgfの人がほとんどだったのに＞という結果は
むしろ驚きです。
アルミ線を製造する行程は安定していますから、生成する内部組織も
線に沿って似たもので、結果もそれほどばらつかなかったと解釈もできます。

君らの班の結果＜5.6kgf＞は、その部分のサンプルだけ極めて良かった
とでも考えてください。
先生に怒られてみんなしょげているのに、１人２人はニコニコと元気な
奴が居るようなものです。
みんなの測定値＜4.9kgf＞も平均値の周りに、成績分布の様にばらついていませんか？

回答No.1

my3027

可能性は
(1)測定器の故障(企業では正確に測定できるか校正を行います)。
(2)引張る速度の違い。速度はどう指示されましたか？余り早く引張ると値が高くなるかもしれません。

お礼

(1)・・・初めに同じものを使って4.9kgfでした。でもその前に1.0,2.0・・・と1.0kgfずつ増やして測定を行っていて本来なら比例するグラフが書けるはずなのに書けなかったんです。だからもう一回同じもので測定すると比例のグラフが書けたのに4.9kgfでは切れずに5.6kgfで切れました。前半は好ましい結果が出たのでたぶん故障ではないと思います。
(2)・・・5.0kgfは力いっぱい引張らないとびくともしなかったのでたぶんそんなにはないスピードではないと思います。

回答してくださりありがとうございました。参考にさせていただきます☆