В физике выделяют четыре типа сил:
1 тип - гравитационные силы (иначе - силы притяжения, силы тяготения, силы тяжести).
2 тип - электромагнитные силы. Эти силы действуют между телами и частицами, которые имеют электрический заряд.
3 тип - ядерные силы действуют внутри атомных ядер.
4 тип - слабые силы (слабые взаимодействия) проявляют себя на еще меньших расстояниях, чем ядерные силы.
Явление деформации тела.
Сила упругости - это сила возникает в результате деформации (изменения первоначального состояния вещества). Например, когда растягиваем пружину, мы увеличиваем расстояние между молекулами материала пружины. Когда сжимаем пружину - уменьшаем.
Когда перекручиваем или сдвигаем. Во всех этих примерах возникает сила, которая препятствует деформации - сила упругости. Значения сил упругости обычно определяются значениями этих деформаций.
Под деформацией понимают изменение объема или формы тела.
Для того чтобы резиновый шнур или пружина действовали с некоторой силой на ваши руки, эти тела нужно предварительно растянуть, т. е. деформировать. Чтобы упругая сетка батута подбросила акробата, ее нужно предварительно прогнуть. Такой прогиб возникает при прыжке на сетку с некоторой высоты. При исчезновении деформации одновременно исчезают и силы упругости. Сила упругости возникает при всех видах деформации.
Закон Гука
или
Направление, точка приложения силы упругости
Сила упругости:
1. действует между соседними слоями
деформированного тела и приложена к каждому слою;
2. действует со стороны деформированного
тела на соприкасающееся с ним тело, вызывающее деформацию, и приложена в месте
контакта данных тел перпендикулярно их поверхностям (типичный пример — сила
реакции опоры).
Сила упругости направлена противоположно деформации.
Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра.
Виды сил упругости:
Если тело подвешено на нити то силу упругости еще называют – силой
натяжения нити, если тело лежит на столе, то силой реакции опоры.
Последовательное и параллельное соединение пружин.
При последовательном соединении, например, пружин жесткость рассчитывается по формуле
При параллельном соединении жесткость
Задания.
Составить план обобщенного характера изучения физической величины – сила упругости
План изучения величин: Сила упругости
|
1. Какое явление и свойство тел (веществ) характеризует данная величина. |
|
|
2. Определение величины. |
|
|
3. Определительная формула (для производной величины – формула, выражающая связь данной величины с другими). |
|
|
4. Какая величина – скалярная или векторная. |
|
|
5. Единица величины в СИ. |
|
|
6. Способы измерения величины |
|
Пример решения задач:
Задача 1. Какие силы надо приложить к концам проволоки, жесткость которой 100 кН/м, чтобы растянуть ее на 1 мм?
Задача 2. Найти удлинение буксирного троса жесткостью 100 кН/м при буксировке автомобиля массой 2 т с ускорением 0,5 м/с2. Трением пренебречь.
Задачи:
1. На сколько удлинится рыболовная леска жесткостью 0,5 кН/м при поднятии вертикально вверх рыбы массой 200 г?
2. Спиральная цилиндрическая пружина передней подвески колес автомобиля «Жигули» имеет длину в свободном состоянии 360 мм и под действием силы 4,35 кН должна сжиматься до 230 мм. Пружина задней подвески колес имеет длину 442 мм и под действием силы 4,4 кН сжимается до 273 мм. Найти жесткость пружин.
3. Две одинаковые тележки массой 100г каждая связаны между собой стальной пружиной. Длина пружины в жатом состоянии равна 6 см. Жесткость пружины 30 Н/м. После того как пружина разжалась, тележки разъехались с ускорением 6 м/с2. Найти длину недеформированной пружины.
Домашнее задание:
Контрольные вопросы:
1. При каком условии появляются силы упругости?
2. При каких условиях выполняется закон Гука?
3. Перечислите виды деформации?
4. В каких единицах измеряется сила упругости?
5. Сформулируйте определение силы упругости?
6. Изобразите на рисунке направление силы упругости?
7. Сформулируйте закон Гука?
8. Как определить жесткость пружины?