Fупр mg Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела и направленная противоположно направлению смещения частиц при деформации
Cлайд 3
Условия возникновения силы упругости - деформация Под деформацией понимают изменение объема или формы тела под действием внешних сил
Cлайд 4
Причины деформации При изменении расстояния между атомами изменяются силы взаимодействия между ними, которые стремятся вернуть тело в исходное состояния. Поэтому силы упругости имеют электромагнитную природу.
Cлайд 5
Виды деформаций Упругие – исчезают после прекращения действия внешних сил: Пластические – не исчезают после прекращения действия внешних сил Примеры деформаций Растяжения и сжатия Сдвига Изгиба Кручения
Cлайд 6
Основные типы упругой деформации Растяжение и сжатие
Cлайд 7
Основные типы упругой деформации Сдвиг
Cлайд 8
Основные типы упругой деформации Изгиб – сочетание растяжения и сжатия
Cлайд 9
Основные типы упругой деформации Кручение – сводится к сдвигу
Cлайд 10
От чего зависит сила упругости при растяжении? Сила упругости зависит от растяжения пружины
Cлайд 11
От чего зависит сила упругости? абсолютное растяжение или сжатие тела Δ l > 0, если растяжение Δ l < 0, если сжатие Δ l = м
Cлайд 12
Сила упругости прямо пропорциональна абсолютному удлинению (растяжению) тела
Cлайд 13
Формула закона Гука ( в проекции на ось Х) х = Δ - удлинение тела, k – коэффициент жесткости k = Н/м
Cлайд 14
Что называется жесткостью тела? Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела, а также от материала. Он численно равен силе упругости при растяжении тела на 1 м. При действии одной и той же силы на разные пружины они имеют разное абсолютное удлинение (сжатие), т.к. жесткость первой пружины больше жесткости второй (к1 > к2)
Cлайд 15
Графическое представление закона Гука tgα = к =Fупр /Δl tgα = к = Fупр / х
Cлайд 16
Определите жесткость пружины На графике отменим точку и опустим перпендикуляры на оси координат, запишем значения силы упругости Fx = 20 Н и абсолютного удлинения пружины Δ = 0,04 м и затем по формуле вычислим коэффициент жесткости к = 20 Н/ 0,04 м = 500 Н/ м
Cлайд 17
Закон Гука для малых упругих деформаций Сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна его удлинению (сжатию) и направлена противоположно перемещению частиц тела при деформации
Cлайд 18
Закон Гука при изгибе Закон Гука можно обобщить и на случай более сложной деформации, например, деформации изгиба: сила упругости прямо пропорциональна прогибу стержня, концы которого лежат на двух опорах
Cлайд 19
Направление силы упругости: противоположно направлению перемещения частиц при деформации
Cлайд 20
В физике закон Гука принято записывать в другой форме Для этого введем две новые величины: относительное удлинение (сжатие) – ε и напряжение - σ Относительное удлинение (сжатие) – это изменение длины тела, отнесенное к единице длины. Оно равно отношению относительного удлинения тела (сжатия) к его первоначальной длине:
Cлайд 21
Механическое напряжение Механическое напряжение – это сила упругости, действующая на единицу площади. Оно равно отношению модуля силы упругости к площади поперечного сечения тела:
Cлайд 22
При упругой малой деформации механическое напряжение прямо пропорционально относительному удлинению (сжатию) тела где Е – модуль Юнга или модуль упругости, который измеряется в Па ( Е = σ / ε измеряется в тех же единицах, что напряжение)
Cлайд 23
Вывод закона Гука Е ε
Cлайд 24
Модуль упругости - Е Модуль Юнга зависит только от свойств материала и не зависит от размеров и формы тела. Модуль Юнга показывает напряжение, которое необходимо приложить к телу, чтобы удлинить его в 2 раза. Для различных материалов модуль Юнга меняется в широких пределах. Для стали, например, E ≈ 2·1011 Н/м2, а для резины E ≈ 2·106 Н/м2.
Cлайд 25
Механические свойства твердых тел Механическая характеристика Обозначение Пояснения Предел пропорциональности σ п наибольшее напряжение, до которого справедлив закон Гука Предел упругости σуп наибольшее напряжение, при котором ещё не возникают заметные остаточные деформации Предел текучести σ т напряжение, при котором происходит рост остаточных деформаций образца при практически постоянной силе Предел прочности σ пч условное напряжение, соответствующее наибольшей силе, выдерживаемой образцом до разрушения
Примеры сил упругости Сила натяжения приложена в точке контакта Сила упругости, которая возникает при натяжении подвеса (нити) называется силой натяжения нити и направлена вдоль нити (троса и т. п.)
Cлайд 28
Примеры сил упругости Сила упругости, которая возникает при действии опоры на тело, называется силой реакции опоры и направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения тел
Cлайд 29
Динамометр В пределах применимости закона Гука пружины способны сильно изменять свою длину. Поэтому их часто используют для измерения сил. Пружину, растяжение которой проградуировано в единицах силы, называют динамометром
Cлайд 30
Что показывает динамометр 1 Н 2 Н 3 Н 2,5 Н
Cлайд 31
Виды динамометров
Cлайд 32
Итоги урока
Cлайд 33
Виды деформаций упругие неупругие - пластические
Cлайд 34
Когда справедлив закон Гука?
Cлайд 35
В какой пружине больше коэффициент жесткости? Чему они равны? Ответ: к1 >к2; к1 = 2000 Н/кг, к2 = 500 Н/кг 1 2
Cлайд 36
Решите задачу Ответ: жесткость пружины равна 9,8 Н/м