Упругое взаимодействие тел

Уда́р — толчок, кратковременное взаимодействие тел, при котором происходит перераспределение кинетической энергии. Часто носит разрушительный для взаимодействующих тел характер. В физике под ударом понимают такой тип взаимодействия движущихся тел, при котором временем взаимодействия можно пренебречь.

Наиболее простые виды деформации тела в целом:

• растяжение-сжатие,
• сдвиг,
• изгиб,
• кручение.

В большинстве практических случаев наблюдаемая деформация представляет собой совмещение нескольких одновременных простых деформаций. В конечном счёте, однако, любую деформацию можно свести к двум наиболее простым: растяжению (или сжатию) и сдвигу.

Механическое напряжение – это физическая величина, равная отношению силы приложенной к телу к площади сечения.

Юнга модуль, модуль продольной упругости, один из модулей упругости, характеризующий способность материала сопротивляться растяжению: Е=σ/ε, где — нормальное напряжение, возникающее при растяжении, — относит, удлинение, вызванное этим напряжением.

Ответ №24

Деформация кручения.

Они возможны, например, при ввинчивании винта. Если к стержню, один конец которого закреплен неподвижно, приложить силу, перпендикулярной к оси стержня, то стержень будет испытывать деформацию при кручении. По мере удаления точки от центра напряжения возрастает.

Деформация сдвига.

Проявляются в местах заклепочных и других соединений деталей, когда 2 равные силы действуют в противоположном направлении и лежат в 2-х близких поперечных сечениях. Деформация сдвига определяется величиной угла . Если сдвиг частиц тела происходит в одной плоскости, то такая деформация относится к срезу и является частным случаем деформации сдвига. Деформация сдвига связана частично с деформациями кручения и изгиба и, как правило, предшествует срезу. Величина, на которую одно сечение сместилось относительно соседнего, называется абсолютным сдвигом.

Коэффициент Пуассона – это величина, равная отношению деформация в поперечном направлении к продольной деформации.

Экспериментально доказано, существует связь между модулем Юнга, модулем сдвига и коэффициентом Пуассона:

Угол кручения пропорционален вращающему моменту:

Ответ №25

При любом движении, если только оно не происходит в вакууме, возникают силы трения. Сила трения появляется при соприкосновении тел или частей тела. Сила трения, проявляющаяся при соприкосновении тел, называется внешним трением – например, сила трения между санками и снегом. Сила трения, возникающая при соприкосновении частей тела, называется внутренним трением – например, трение между слоями жидкости или газа. Сила трения всегда направлена по касательной точки соприкосновения тел так, что она противодействует относительному перемещению тел. Трение между соприкасающимися поверхностями, между которыми нет смазки, называется сухим трением. Трение между твердым телом и жидкой или газообразной средой или между слоями среды называется вязким трением. При движении в жидкой или газообразной среде возникают 2 силы – сила внутреннего трения между слоями среды и сила сопротивления среды.

При наличии относительного движения двух контактирующих тел силы трения, возникающие при их взаимодействии, можно подразделить на:

• Трение скольжения — сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения.
• Трение качения — момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого.
• Трение покоя — сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга. Возникает при микроперемещениях (например, при деформации) контактирующих тел. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного относительного движения.

В физике взаимодействия трение принято разделять на:

• сухое, когда взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазками (в том числе и твердыми смазочными материалами) — очень редко встречающийся на практике случай. Характерная отличительная черта сухого трения — наличие значительной силы трения покоя;
• граничное, когда в области контакта могут содержаться слои и участки различной природы (окисные плёнки, жидкость и т. д.) — наиболее распространённый случай при трении скольжения.
• смешанное, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения;
• жидкостное (вязкое), при взаимодействии тел, разделённых слоем твёрдого тела (порошком графита), жидкости или газа (смазки) различной толщины — как правило, встречается при трении качения, когда твёрдые тела погружены в жидкость, величина вязкого трения характеризуется вязкостью среды;
• эластогидродинамическое, когда решающее значение имеет внутреннее трение в смазывающем материале. Возникает при увеличении относительных скоростей перемещения.

В связи со сложностью физико-химических процессов, протекающих в зоне фрикционного взаимодействия, процессы трения принципиально не поддаются описанию с помощью методов классической механики.

Ответ №26

Закон Паскаля:

Давление, оказанное на жидкость (газ), передаётся жидкостью (газом) во все направления одинаково; или давление жидкости (газа) не зависит от выбранного направления.

Закон Архимеда:

На тело, погруженное в жидкость (газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа) в объёме погруженной части тела.

Условия плавания тел.

На твердое тело, погруженное в жидкость, действуют архимедова сила F_A и сила тяжести mg. В зависимости от соотношения сил mg и F_A тело может тонуть, плавать и всплывать. Если mg > F_A, тело тонет; если mg = F_A, то тело плавает внутри жидкости или на ее поверхности; если mg < F_A, то тело всплывает до тех пор, пока архимедова сила и сила тяжести не сравняются по модулю.

Тело плавает на поверхности, если р_ж = р_т; тело тонет, если р_т > р_ж; тело всплывает, если р_т < р_ж