Силы трения скольжения. Сила упругости. Закон Гука

ТВЕРДЫЕ ТЕЛА В КОТОРЫХ АТОМЫ И МОЛЕКУЛЫ РАСПОЛОЖЕНЫ

УПОРЯДОЧЕННО И ОБРАЗУЮТ ПЕРИОДИЧЕСКИ ПОВТОРЯЮЩУЮСЯ ВНУТРЕННЮЮ

СТРУКТУРУ, НАЗЫВАЮТСЯ КРИСТАЛЛАМИ.

Физические свойства кристаллических тел неодинаковы в

различных направлениях. Это свойство кристаллов называется

АНИЗОТРОПИЕЙ. Анизотропия механических, тепловых, электричес-

ких и оптических свойств кристаллов объясняется тем, что при

упорядоченном расположении атомов, молекул или ионов, силы

взаимодействия между ними и межатомные расстояния оказываются

неодинаковыми по разным направлениям. Кристаллические тела

делятся на монокристаллические и поликристаллические.

МОНОКРИСТАЛЛЫ обладают правильной внешней формой. Примером

монокристаллических тел могут служить крупинки поваренной

соли, алмазы, кристаллы горного хрусталя.

ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ТЕЛО представляет собой совокупность

сросшихся между собой хаотически ориентированных маленьких

кристаллов. Из-за того, что эти кристаллики расположены в

беспорядке, поликристаллы не обладают анизотропией. Все

металлы в обычном состоянии - поликристаллы.

АМОРФНЫМИ ТЕЛАМИ НАЗЫВАЮТСЯ ТЕЛА, ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КОТОРЫХ ОДИНАКОВЫ ПО ВСЕМ НАПРАВЛЕНИЯМ. Это свойство

аморфных тел называется ИЗОТРОПНОСТЬЮ. К аморфным телам

относятся пластелин, стекло, пчелиный воск.(не надо)

Причиной возникновения сил упругости являются деформации.

ДЕФОРМАЦИЕЙ НАЗЫВАЕТСЯ ИЗМЕНЕНИЕ ФОРМЫ ИЛИ РАЗМЕРОВ ТЕЛА

ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНЕШНЕЙ СИЛЫ.

Если после снятия внешней нагрузки размеры тела восстанав-

ливаются, деформация называется УПРУГОЙ ( резиновый мяч ).

Если после снятия внешней нагрузки размеры тела не восста-

навливаются, деформация - ПЛАСТИЧЕСКАЯ ( пластилин ).

Самые простые виды деформации - РАСТЯЖЕНИЕ и СЖАТИЕ. Рас-

тяжение испытывают тросы подъемных кранов, канатных дорог,бук-

сирные тросы, струны музыкальных инструментов. Сжатие - стены

и фундаменты зданий. ИЗГИБ испытывают балки перекрытий в зда-

ниях и мостах. КРУЧЕНИЕ - детали машин, передающие вращатель-

ное движение. СДВИГ - полотно циркулярной пилы. Все виды де-

формации можно свести к РАСТЯЖЕНИЮ-СЖАТИЮ и СДВИГУ.

Рассмотрим подробнее самый простой вид деформации - растя-

жение-сжатие. Ее можно характеризовать абсолютным и относи-

тельным удлиннением. АБСОЛЮТНОЕ УДЛИННЕНИЕ равно разности длин

образца после растяжения и до него:

_DL = L – L₀

ОТНОСИТЕЛЬНОЕ УДЛИННЕНИЕ равно отношению абсолютного удлин-

нения к начальной длине образца:

(1)

В деформированном теле всегда возникает сила упругости.Это

объясняется тем, что при деформации изменяются межатомные рас-

стояния в телах. Физическая величина, равная отношению модуля

силы упругости к площади сечения тела, называется МЕХАНИЧЕСКИМ

НАПРЯЖЕНИЕМ:

(2)

За единицу механического напряжения в СИ принят 1 Па

(Паскаль).

При малых деформациях выполняется закон Гука:

(3)

ПРИ МАЛЫХ ДЕФОРМАЦИЯХ НАПРЯЖЕНИЕ ПРЯМО ПРОПОРЦИОНАЛЬНО ОТ-

НОСИТЕЛЬНОМУ УДЛИННЕНИЮ.

Коэффициент пропорциональности Е называется МОДУЛЕМ УПРУ-

ГОСТИ(модуль Юнга). Он зависит от рода материала.

Подставив формулы (1) и (2) в закон Гука (3), получим ве-

личину силы упругости:

Деформация широко используется в технике. Упругая деформа-

ция применяется в пружинах, рессорах, резиновых аммортизаторах

и прокладках, пластическая - при ковке и штамповке деталей в

машиностроении.

6/2. Экспериментальное задание по теме «Магнитное поле»: наблюдение взаимодействия постоянного магнита и катушки с током (или обнаружение магнитного поля проводника с током при помощи магнитной стрелки).

Для характеристики магнитного поля вводится физическая ве­личина, называемая ВЕКТОРОМ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ - В. Для опре­деления его направления применяют ориентирующее (поворачиваю­щее) действие поля на магнитную стрелку или рамку с током.

За направление вектора магнитной индукции принимают на­правление от южного полюса к северному полюсу магнитной стрел­ки. С рамкой применяется правило буравчика.

ЕСЛИ ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ БУРАВ­ЧИКА СОВПАДАЕТ С НАПРАВЛЕНИЕМ ТОКА В РАМКЕ, ТО ЕГО ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ СОВПАДАЕТ С ВЕКТОРОМ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ.