СИЛА УПРУГОСТИ (уч.10кл. стр.102-104, 317-320)
Определение силы упругости
Природа силы упругости. Направление
Определение упругого воздействия на тело
Сила реакции опоры, как сила упругости. Направление
Определение силы натяжения
Закон Гука (см.ниже уч.10кл.стр.102-105)
Деформация тел(см.ниже уч.10кл.стр.317-320)
Возникновение сил упругости и трения обусловлено силами электромагнитного взаимодействия между заряженными частицами, из которых состоят все макроскопические тела.
Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела и направленная противоположно направлению смещения частиц тела при деформации.
В отличие от гравитационной силы, зависящей от расстояния между телами, сила упругости зависит от расстояния между частицами одного и того же тела.
Сила упругости стремиться восстановить первоначальные размеры и форму тела.
Механическая модель кристалла, описывающая его упругие свойства
Упругое воздействие на тело – воздействие, в результате которого тело восстанавливает форму и размеры после снятия воздействия.
Сила реакции опоры – сила упругости, действующая на тело со стороны опоры перпендикулярно ее поверхности.
Сила реакции опоры обусловлена деформацией опоры.
Сила натяжения – сила упругости, действующая на тело со стороны нити или пружины.
Сила натяжения обусловлена деформацией нити и направлена в сторону противоположную деформации вдоль нити.
О величине силы упругости можно судить по степени сжатия или растяжения пружины.
ЗАКОН ГУКА (уч.10кл. стр.102-105)
Сила упругости (см.выше уч.10кл.)
Закон Гука (уч.10кл.стр.102)
Понятие об упругой деформации
Область применения закона Гука
Деформация тела (см.ниже)
Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела и направленная противоположно направлению смещения частиц тела при деформации.
Закон Гука позволяет судить о силе упругости по деформации тела под действием этой силы.
Закон Гука:
Модуль силы упругости, возникающей при деформации тела, пропорционален его удлинению
k – жесткость, зависящая от упругих свойств материала тела и его формы (например, от размеров пружины)
Единица измерения k – Н/м
Закон Гука справедлив лишь при малом удлинении, когда деформация считается упругой.
Упругая деформация – деформация, исчезающая после снятия воздействия вызвавшего ее
Упругое воздействие на тело – воздействие, в результате которого тело восстанавливает форму и размеры после снятия воздействия.
ДЕФОРМАЦИЯ ТЕЛА (уч.10кл.стр.317-320)
Виды деформации тел.
Определение деформации
Определение упругой деформации
Определение пластической деформации
Определение и формула механического напряжения
Определение, формула и обозначение относительного удлинения
Модуль Юнга. Обозначение. Формула. Единицы измерения
Отличие модуля Юнга от коэффициента жесткости
Формулировка закона Гука. Область его применения
Определение предела упругости. Пластическая деформация
Определение предела прочности
Деформация – изменение формы и размеров твердого тела под действием внешней силы.
Различают два вида деформации:
- упругую
- пластическую
Упругая деформация – деформация, исчезающая после прекращения действия внешней силы
(резина, сталь)
Пластическая деформация – деформация, сохраняющаяся после прекращения действия внешней силы.
Материалы, у которых незначительные нагрузки вызывают пластические деформации называют пластическими - свинец, алюминий, воск, пластилин и т.д.
Деление материалов на упругие и пластические в значительной мере условно. Так при больших нагрузках стал ведет себя как пластический материал (например, при штамповке)
Пластичность или упругость материала значительно зависят от его температуры.
Материал называют хрупким, если он разрушается при небольших деформациях (чугун, стекло, фарфор).
У всех хрупких материалов напряжение (см.ниже) очень быстро растет с увеличением деформации. Пластические свойства у хрупких материалов практически не проявляются.
Различают следующие виды деформаций:
- растяжения
- сжатия
- сдвига (деформация, при которой происходит смещение слоев тела друг относительно друга)
- изгиба
- кручения
Деформации кручения и изгиба сводятся к неоднородному растяжению или сжатию и неоднородному сдвигу.
Рассмотрим упругую деформацию стержня длиной l, сечением S, под действием силы F
Деформация стержня прекращается тогда, когда сила упругости становится равной внешней силе. Согласно закону Гука:
Fупр = k∆l
∆l – абсолютное удлинение стержня
Для характеристики упругих свойств тела вводится понятие механическое напряжение.
Механическое напряжение – физическая величина, равная отношению силы упругости к площади поперечного сечения тела:
σ =
Единица измерения – Па (Паскаль) = Н/м2 (единицы давления)
Более удобной величиной, чем абсолютное удлинение, является относительное удлинение тела.
Относительное удлинение равно отношению абсолютного удлинения тела к его первоначальной длине:
e =
Относительное удлинение показывает, какую часть первоначальной длины l0 тела составляет его абсолютное удлинение.
σ = ; e = Þ σ = (k ) e
Коэффициент пропорциональности k между напряжением σ и относительным удлинением называется модулем упругости или модулем Юнга.
Модуль Юнга измеряется в Па.
В отличие ото жесткости k, характеризующей только данный стержень, модель упругости Е характеризует вещество, из которого он сделан.
Для большинства материалов модуль Юнга определен экспериментально (по формуле), измеряя напряжение и относительное удлинение при малых деформациях.
Закон Гука (через относительное удлинение тела):
При упругой деформации тела механическое напряжение прямо пропорционально относительному удлинению тела:
σ = Е e
Закон Гука справедлив лишь при малой деформации, т.е. при малом относительном удлинении.
Максимальное напряжение σп, при котором еще выполняется закон Гука называют пределом пропорциональности.
Для исследования деформации растяжения, стержень при помощи специального устройства подвергают растяжению, а затем измеряют удлинение образца и возникающие в нем напряжения.
График зависимости напряжения σ от относительного удлинения e называется – диаграмма растяжения
Если увеличивать нагрузку, то деформация становится нелинейной, напряжение перестает быть прямо пропорционально относительному удлинению. Тем не менее при небольших нелинейных деформациях после снятия нагрузки форма и размеры тела практически восстанавливаются (участок АВ).
Максимальное напряжение, при котором еще не возникают заметные остаточные деформации(относительная остаточная деформация не превышает 0,1%), называют пределом упругости σуп.
Если внешняя нагрузка такова, что напряжение в материале превышает предел упругости, то после снятия нагрузки тело остается деформированным.
При некотором значении напряжения, соответствующем на диаграмме точке С, удлинение нарастает практически без увеличения нагрузки.
Это явление называется текучестью материала (участок CD).
Далее с увеличением деформации кривая напряжений начинает немного возрастать и достигает максимума в точке Е. Затем напряжение резко спадает и тело разрушается.
Разрыв происходит после того, как напряжение достигает максимального значения σпч, называемого пределом прочности.
Начиная с некоторого emax деформация перестает быть упругой, становясь пластической.
Предел упругости – максимальное напряжение в материале, при котором деформация еще является упругой.
(Не возникают заметные остаточные деформации, относительная остаточная деформация не превышает 0,1%)
Пластические материалы – материалы, которые не разрушаются при напряжении, значительно превышающем предел упругости.
(Пример – изгиб металлов, штамповка)
Пластичными называют материалы, у которых незначительные нагрузки вызывают пластические деформации (глина, песок).
Предел прочности – максимальное механическое напряжение, возникающее в теле до его разрушения.
Пределы прочности материалов на растяжение и сжатие различны.
Прочностью материала называется его свойство выдерживать действия внешних сил без разрушения.
Запасом прочности называется число, показывающее, во сколько раз предел прочности больше допускаемого напряжения.
Деление материалов на упругие и пластичные в значительной мере условно. Получение материалов с заданными механическими, магнитными, электрическими и др. свойствами – одно из основных направлений современной физики твердого тела.
СИЛА ТРЕНИЯ (уч.10кл. стр.107-111)
Природа силы трения
Определение силы трения
Трение покоя. Природа. Определение. Направление. Формулы
Максимальная сила трения покоя
Коэффициент трения покоя. Обозначение и единицы измерения. От чего он зависит
Трение скольжения Природа. Определение. Направление. Формулы
Коэффициент трения скольжения. Обозначение и единицы измерения. От чего он зависит
Зависимость силы трения скольжения от относительной скорости соприкасающихся тел (уч.10кл.стр.109 на полях) и ее отличие от силы упругости
Трение качения Природа. Определение. Направление. Формулы
Коэффициент трения качения. Обозначение и единицы измерения. От чего он зависит
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98
