Сила упругости

Деформация - Деформация - изменение объема или формы тела под действием внешних сил

Виды деформаций Упругие – Упругие – исчезают после прекращения действия внешних сил Пластические – не исчезают после прекращения действия внешних сил

Основные типы упругой деформации Растяжение и сжатие

Основные типы упругой деформации Сдвиг

Изгиб – сочетание растяжения и сжатия

Основные типы упругой деформации Кручение – сводится к сдвигу

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.

Деформация тела возникает лишь в том случае, когда различные части тела совершают различные перемещения.

Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела и направленная противоположно направлению смещения частиц при деформации Следствие деформации – сила упругости

Направление силы упругости противоположно направлению перемещения частиц при деформации

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.)

Сила упругости, которая возникает при действии опоры на тело, называется силой реакции опоры и направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения тел

Деформации растяжения и сжатия металлического стержня

Деформации растяжения и сжатия пружины

Сила упругости прямо пропорциональна абсолютному удлинению (растяжению) тела F x

При малых деформациях тел связь силы упругости с величиной деформации проста. Она была открыта экспериментально английским физиком Робертом Гуком (1635 – 1703), современником Ньютона.

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

Формула закона Гука ( в проекции на ось Х) x - удлинение тела, k – коэффициент жесткости k = Н/м

Формулу для вычисления силы упругости легко запомнить с помощью стихотворения: Закон Гука Для каждой ситуации В упругой деформации Закон всегда один: Все силы, как и водится, В пропорции находятся К увеличенью длин. А если при решении У длин есть уменьшение, Закон и тут закон: Пропорции упрямые Прямые (те же самые), Но знак у них сменён. Ну что это за мука: Закон запомнить Гука! Но мы пойдём на риск. Напишем слева силу, А справа, чтобы было Знак «МИНУС», «k» и «Х». Fx = - k x

Жесткость тела Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела, а также от материала. Он численно равен силе упругости при растяжении тела на 1 м. k = [ H/м]

Жесткость тела При действии одной и той же силы на разные пружины они имеют разное абсолютное удлинение (сжатие), т.к. жесткость первой пружины больше жесткости второй (к 1 > к 2)

Графическое представление закона Гука tgα = к =F упр /Δ l

Границы применимости закона Гука Закон Гука хорошо выполняется только при малых деформациях. При больших деформациях изменение длины перестаёт быть прямо пропорциональным приложенной силе, а при очень больших деформациях тело разрушается.

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

Виды динамометров

Какие деформации изображены?

Определите жесткость пружины k = 20 Н/ 0,04 м = 500 Н/ м

В какой пружине больше коэффициент жесткости? Чему они равны? Ответ: к 1 >к 2 ; к 1 = 2000 Н/м, к 2 = 500 Н/м 1 2

В презентации использованы материалы Румянцевой Дарьи, ученицы 10«А»класса МОУ СОШ 13 имени Наумова Р.А. Захаровой Т.Н., г. Барнаул