План уроку. 3.Сила пружності. Вимірювання сил

1.Сили в механіці

2.Взаємодія і сили

3.Сила пружності. Вимірювання сил

4.Додавання сил

5.Вимірювання сили тяжіння

6.Вимірювання сили пружності

7.Вимірювання сили тертя

1.Сили в механіці

Закон всесвітнього тяжіння:

-сила тяжіння, [Н];

m₁, m₂ - маси взаємодіючих тіл, [кг];

R - відстань між центрами мас, [м];

G - гравітаційна постійна, G = 6,672 · 10^-11 (Н · м²)/кг².

Вага тіла:

Р- вага, [Н];

m - маса тіла, [кг];

g - прискорення вільного падіння, g = 9,8 м/с²;

а - прискорення, [м/с²].

Закон Гука:

F_пруж — сила пружності, [Н];

k — коефіцієнт твердості, [Н/м];

Δl —величина деформації, [м].

Сила тертя:

F_тер — сила тертя, [Н];

μ — коефіцієнт тертя, μ = 1;

N — сила нормального тиску, [Н].

Тертя кочення:

F_тер.к — сила тертя кочення, [Н];

R — радіус циліндра, що котиться, [м];

μ_к — коефіцієнт тертя кочення, [м].



2.Взаємодія і сили

У безмежних просторах всесвіту, на нашій планеті, в будь-якому шматку речовини, в живих організмах, у молекулах і атомах, атомних ядрах і, нарешті, під час взаємних перетворень елементарних частинок ми маємо справу з чотирма видами фундаментальних взаємодій: гравітаційною, електромагнітною, ядерною (або сильною) і так званою слабкою взаємодією. Відповідно розрізняють чотири типи фундаментальних сил: сили всесвітнього тяжіння (або гравітаційні сили), електромагнітні сили, ядерні і так звані слабкі взаємодії.

Сили тяжіння (гравітаційні сили) є панівними у світі космічних тіл. Щонайменше одне із взаємодіючих тіл має бути таким великим, як Земля чи Місяць.

Гравітаційні взаємодії:

Сила всесвітнього тяжіння, сила тяжіння:

Електромагнітні сили діють між електрично зарядженими частинками. Вони значно більші за гравітаційні.

Електромагнітні взаємодії

Сила пружності

Тертя: F_тер = μ · N

Реакція опори:

Вага тіла:

Сфера дії ядерних сил обмежена. Вони помітно виявляються лише всередині ядра для дуже малих відстаней між частинками: радіус їх дії порядку 10-16 м. Уже на відстанях між частинками в тисячі разів менших за розміри атома (10-10 м) вони не виявляються.

Слабкі взаємодії визначають процеси в ще менших масштабах. Вони проявляються всередині елементарних частинок і визначають перетворення їх одна в одну.

Для характеристики цих взаємодій введено поняття сили. Сила — це фізична векторна величина, що є мірою дії на деяке тіло інших тіл (або полів), яка може викликати прискорення і деформацію тіла. Сила є повністю визначеною, якщо задано її модуль, точка прикладання A, лінія дії OO', напрям дії, позначений стрілкою

3.Сила пружності. Вимірювання сил

При розтягу або стисканні тіла у ньому виникають електричні за своєю природою сили, які намагаються повернути тіло до початкового стану. Такі сили називають силами пружності. Вони виникають при деформаціях тіла.

Деформацією називають зміну форми або об’єму тіла. Вона виникає в тому випадку, коли різні частини тіла виконують різні переміщення.

Деформація, яка повністю зникає після припинення дії зовнішніх сил, називається пружною. Деформація, яка не зникає, - пластичною. Виділяють такі види деформації: розтягу (стискання), зсуву, згину, кручення.

Закон Гука: Для пружних деформацій сила пружності прямо пропорційна абсолютному видовженню тіла. Для того щоб знайти силу пружності, треба жорсткість тіла помножити на абсолютне видовження. Сила пружності спрямована в бік, протилежний деформації.

— коефіцієнт жорсткості

Абсолютне видовження - лінійний розтяг або стиснення тіла.

Жорсткість тіла - це величина, що показує, яку силу треба прикласти для того, щоб розтягнути тіло на одиницю довжини. Вона залежить від розмірів тіла та матеріалу, з якого тіло виготовлено. У Системі Інтернаціональній жорсткість вимірюється в ньютонах, поділених на метр, та позначається літерою k.

Причиною деформації є рух однієї частини тіла відносно іншої. Наслідком деформації є сила пружності. Сила пружності завжди спрямована перпендикулярно поверхні дотику тіл, що взаємодіють. Силу пружності, що діє на тіло з боку опори, часто називають силою реакції опори.

Дата добавления: 2014-11-29