54. Силы упругости (основной урок)

Конспект<\/h2>

Деформация –<\/strong> изменение формы или размеров тела под действием сил.<\/p>

Упругая деформация <\/strong>– деформация исчезает после прекращения действия силы.<\/p><\/blockquote>

• Растяжение-сжатие<\/strong> – вид продольной деформации стержня или бруса, возникающий в том случае, если нагрузка к нему прикладывается по его продольной оси (равнодействующая сил, воздействующих на него, нормальна поперечному сечению стержня и проходит через его центр масс).<\/li>
• Изгиб<\/strong> – вид деформации, при котором происходит искривление осей прямых брусьев или изменение кривизны осей кривых брусьев, изменение кривизны\/искривление срединной поверхности пластины или оболочки.<\/li>
• Сдвиг <\/strong>– вид продольной деформации бруса, возникающий в том случае, если сила прикладывается касательно его поверхности (при этом нижняя часть бруска закреплена неподвижно).<\/li>
• Кручением<\/strong> называют деформацию, возникающую при действии на тело пары сил, расположенной в плоскости, перпендикулярной к его оси.<\/li><\/ul>

  Примеры:<\/em><\/p>

  <\/div>

  <\/div><\/em><\/p>

  <\/div>

  <\/div><\/em><\/p>

  <\/div>

  <\/div><\/p>

  Неупругая деформация (пластическая) <\/strong>– деформация сохраняется после прекращения действия силы.<\/p><\/blockquote>

  Пример: лепка из пластилина или глины. Пластилин и глина меняют форму под приложенным напряжением и не возвращаются в исходное состояние.<\/em><\/p>

  Диаграмма напряжения-деформации<\/strong> дает представление о характере изменения упругости и прочности при различных стадиях деформации и позволяет определить их характерные участки.<\/p><\/blockquote>

  <\/div><\/p>

  Участок 1 – область упругой деформации. Выполняется закон Гука.<\/p>

  Участок 2 – пластическая деформация с интенсивным упрочнением.<\/p>

  Участок 3 – пластическая деформация.<\/p>

  Участок 4 – наличие высоких пластических деформаций.<\/p>

  Сила упругости<\/strong> – сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное состояние.<\/p><\/blockquote>

  Пример: под порывом ветра сгибаются растения или под тяжестью снега прогибаются ветки деревьев, а в результате действия силы упругости возвращаются в свою предыдущую форму.<\/em><\/p>

  Закон Гука:<\/strong> деформация, возникающая в упругом теле (пружине, стержне, консоли, балке и т. п.), пропорциональна приложенной к этому телу силе.<\/p><\/blockquote>

  <\/div><\/p>

  <\/div><\/p>

  F – сила, c которой растягивают (сжимают) стержень,

  <\/div> абсолютное удлинение (сжатие) стержня, k – коэффициент упругости (или жёсткости).<\/p>

  Коэффициент упругости<\/strong> (иногда называют коэффициентом Гука, коэффициентом жёсткости или жёсткостью пружины) – коэффициент, связывающий в законе Гука удлинение упругого тела и возникающий вследствие этого удлинения силу упругости.<\/p><\/blockquote>

  <\/div><\/p>

  Пример: какой является жесткость пружины, на которой висит груз массой 0,36 кг? Считайте, что <\/em>

  <\/div>10 <\/em>

  <\/div><\/p>

  <\/div><\/em><\/p>

  В данной задачи сила упругости равна силе тяжести:<\/em><\/p>

  <\/div><\/p>

  <\/div><\/p>

  <\/div><\/p>

  Тогда <\/em>

  <\/div>
   <\/p>

  Модуль Юнга<\/strong> (модуль продольной упругости) – физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению\/сжатию при упругой деформации.<\/p><\/blockquote>

  <\/div><\/p>

  <\/div> – нормальная составляющая силы,<\/p>

  <\/div> – площадь поверхности, по которой распределено действие силы,<\/p>

  <\/div> – длина деформируемого стержня,<\/p>

  <\/div> – модуль изменения длины стержня в результате упругой деформации (измеренного в тех же единицах, что и длина

  <\/div>).<\/p>

  <\/div><\/p>

  Пример: модуль Юнга для льда 3 ГПа, а для меди – 110 ГПа, т.е. медь лучше сопротивляется растяжению или сжатию.<\/em><\/p>

  Коэффициент жесткости тела, изготовленного из известного материала. Вычисляется через модуль Юнга

  <\/div> длину тела

  <\/div> и площадь поперечного сечения

  <\/div> 

  <\/div>
   <\/p>

  Жесткость системы пружин<\/strong><\/h3>

  • Параллельное соединение:<\/li><\/ul>
    <\/div><\/p>

     <\/p>

    <\/div><\/p>

    • Последовательное соединение:<\/li><\/ul>
      <\/div><\/p>

      <\/div><\/p>

       <\/p>

      Пример: пружины с жесткостями 30 <\/em>

      <\/div> и 60 <\/em>

      <\/div> соединены последовательно. Какой является общая жесткость такого соединения?<\/em><\/p>

      При последовательном соединении:<\/em><\/p>

      <\/div><\/p>

      <\/div><\/p>

      Тогда <\/em>

      <\/div>
       <\/p>

      <\/div><\/p>

      <\/div><\/p>

       <\/em><\/p>

      Ссылки на ресурсы Интернетурока:<\/p>

      1. Сила упругости<\/a><\/li>
      2. Свойства твердых тел<\/a><\/li>
      3. Основные типы сил в механике<\/a><\/li><\/ol>

          <\/p>

         Ссылки на сторонние ресурсы:<\/p>

         1. Интернет-портал «ru.wikipedia.org» (Источник<\/a>)<\/li>
         2. Интернет-портал «ru.wikipedia.org» (Источник<\/a>)<\/li>
         3. Интернет-портал «ru.wikipedia.org» (Источник<\/a>)<\/li>
         4. Интернет-портал «ru.wikipedia.org» (Источник<\/a>)<\/li>
         5. Интернет-портал «Физика и математика для школьников» (Источник<\/a>)<\/li><\/ol>"