Сила упругости. F упр mg Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела и направленная противоположно направлению смещения частиц при деформации. - презентация

1 Сила упругости

2 F упр mg Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела и направленная противоположно направлению смещения частиц при деформации

3 Условия возникновения силы упругости - деформация деформацией Под деформацией понимают изменение объема или формы тела под действием внешних сил

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.

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

6 Основные типы упругой деформации Растяжение и сжатие

7 Основные типы упругой деформации Сдвиг

8 Изгиб – сочетание растяжения и сжатия

9 Основные типы упругой деформации Кручение – сводится к сдвигу

10 От чего зависит сила упругости? абсолютное растяжение или сжатие тела Δ l > 0, если растяжение Δ l < 0, если сжатие Δ l = м

11 Сила упругости прямо пропорциональна абсолютному удлинению (растяжению) тела

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

13 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 (к 1 > к 2)

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

15 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

16 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

17 Направление силы упругости: противоположно направлению перемещения частиц при деформации

18 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:

19 Механическое напряжение Механическое напряжение – это сила упругости, действующая на единицу площади. Оно равно отношению модуля силы упругости к площади поперечного сечения тела:

20 При упругой малой деформации механическое напряжение прямо пропорционально относительному удлинению (сжатию) тела Е Па где Е – модуль Юнга или модуль упругости, который измеряется в Па ( Е = σ / ε измеряется в тех же единицах, что напряжение)

21 Вывод закона Гука Е ε

22 Модуль упругости - Е Модуль Юнга зависит только от свойств материала и не зависит от размеров и формы тела. 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. 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 2·10 11 Н/м 2, а для резины E 2·10 6 Н/м 2. Для различных материалов модуль Юнга меняется в широких пределах. Для стали, например, E 2·10 11 Н/м 2, а для резины E 2·10 6 Н/м 2.

23 Механические свойства твердых тел Механическая характеристика Обозначение Пояснения Предел пропорциональности σ п наибольшее напряжение, до которого справедлив закон Гука Предел упругости σ уп 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

24 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ Вещество Предел прочности на растяжение σ пч, МПа Модуль упругости σ, ГПа Алюминий Бетон 4820 Вольфрам Гранит Золото Кварц 73 Кирпич 173 Лед 110 Медь Мрамор Олово 2050 Свинец 1516 Серебро Сталь Стекло 9050 Фарфор Цинк 15080

25 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.)

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

27 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

28 Виды динамометров

29 Виды деформаций упругие неупругие - пластические

30 Виды силы упругости

31 Деформации в жизни

32