Параграф 27. Сила упругости. Закон Гука
Вопросы после параграфа
1. При каких условиях возникает сила упругости?
Вернуть оригиналСила упругости возникает в теле в результате его упругой деформации и стремится вернуть тело в исходное состояние.
Вернуть оригинал2. Какую деформацию называют пластической, а какую — упругой?
Пластической деформацией называют деформацию, которая не исчезает после прекращения воздействия.
Вернуть оригиналУпругой деформацией называют деформацию, которая исчезает после прекращения воздействия.
Вернуть оригинал3. Сформулируйте закон Гука.
Закон Гука: деформация пружины прямо пропорциональна силе, вызывающей эту деформацию. Закон выполняется только для малых упругих деформаций.
Вернуть оригинал4. От чего зависит сила упругости?
Сила упругости зависит от жесткости пружины и деформации тела.
Вернуть оригиналОбсуди с товарищем
1. Какие виды деформаций испытывают различные части качелей: верхняя планка; тросы качелей; столбы; сиденье?
Вернуть оригиналВерхняя планка качелей испытывает деформацию изгиба;
Вернуть оригиналТросы качелей испытывают деформацию растяжения и сжатия;
Вернуть оригиналСтолбы качелей испытывают деформацию сжатия (если есть боковое смещение, то и деформацию сдвига);
Вернуть оригиналСиденье качелей испытывает деформацию изгиба.
Вернуть оригинал2. Железная и медная проволоки одинаковых размеров подвешены вертикально и соединены внизу невесомым горизонтальным стержнем. Сохранится ли горизонтальность стержня, если к его середине прикрепить груз?
Если к середине невесомого горизонтального стержня, соединяющего вертикально подвешенные железную и медную проволоки, прикрепить груз, то горизонтальность стержня не будет сохранена, так как пружины имеют разную жесткость, соответственно что приводит к разным деформациям.
Вернуть оригинал3. Объясните, почему неправильно говорить, что сила упругости, возникающая при деформации данной пружины, прямо пропорциональна её жёсткости.
Неправильно говорить, что сила упругости, возникающая при деформации данной пружины, прямо пропорциональна ее жесткости, потому что она прямо пропорциональна удлинению, так как если деформация прекратиться, то исчезнет и сила упругости. Коэффициент жесткости показывает способность тела сопротивляться деформации. Если мы последовательно соединим пружины, то их суммарная жесткость уменьшится, при параллельном соединении жесткость наоборот увеличиться.
Вернуть оригиналУпражнение 15
1. Какие виды деформаций вы знаете? Приведите примеры. Ответ оформите в виде таблицы.
Вернуть оригинал| Растяжение и сжатие | Сдвиг | Кручение | Изгиб |
|---|---|---|---|
| Растяжение проволоки | Сдвиг блока | Винт | Балка |
| Растяжение резинки | Сдвиг куска теста | Бурав | Арка |
| Сжатие пружины | Сдвиг металлической пластины | Винтовая пружина | Деформация листового металла |
| Сжатие губки | Сдвиг грунта | Деформация моста |
2. Какую деформацию испытывает почва под действием стоящего на ней автомобиля? Какие изменения при этом происходят с почвой?
Под действием стоящего на почве автомобиля она испытывает деформацию сжатия. Когда автомобиль стоит на почве, его вес давит на нее, вызывая уплотнение и сжатие почвы под колесами. С почвой происходят следующие изменения: под действием веса автомобиля почва сжимается и уплотняется (что приводит к уменьшению объема воздуха в ней, что сказывается на ее качестве и свойствах). Почва может смещаться, что может привести к образованию колеи.
Вернуть оригинал3. На основе знаний о строении вещества объясните возникновение силы упругости в стержне, к которому подвешена люстра. Сделайте схематический рисунок расположения молекул стержня в двух случаях: до деформации и в процессе деформации.
Стержень, к которому подвешена люстра, как и любой другой твердый предмет, состоит из множества микроскопических частиц - атомов и молекул, связанных между собой внутренними силами вещества. Когда к стержню подвешивается люстра, он начинает деформироваться под воздействием силы тяжести, которую создает сама люстра. При этом между частицами стержня возникают силы, направленные внутрь твердого тела, которые препятствуют дальнейшей деформации и пытаются вернуть стержень в исходное положение. Эти силы называются силами упругости. Силы упругости возникают из-за взаимодействия между атомами и молекулами внутри твердого тела. Когда твердое тело деформируется, например, под действием внешней силы, то атомы и молекулы начинают смещаться и сжиматься друг относительно друга, что приводит к возникновению внутренних напряжений. Если внешняя сила прекращает действовать, то атомы и молекулы пытаются вернуться в исходное положение и компенсировать деформацию. Это приводит к возникновению сил упругости, которые направлены в противоположную сторону от деформации и стараются вернуть тело в исходное состояние.
Вернуть оригиналТаким образом, когда к стержню, к которому подвешена люстра, действует вес последней, стержень начинает деформироваться, а между его атомами и молекулами возникают внутренние напряжения. Силы упругости, возникающие в результате этих напряжений, направлены противоположно деформации и пытаются вернуть стержень в исходное положение. Если стержень достаточно жесткий, то он сможет вернуться в исходное положение после того, как действие внешней силы прекратится. Таким образом, силы упругости позволяют твердым телам сохранять свою форму и размеры при деформациях.
Вернуть оригинал4. Докажите, что единицей жёсткости в СИ является Н/м.
Так как Fупр= k × Δl, то k = \(\frac{Fупр}{\Delta l}\). Fупр измеряется в Н, Δl измеряется в м, значит: k = \(\frac{Н}{м}\).
Вернуть оригинал5. Ластик жёсткостью 0,5 Н/см сжали на 1 мм. Чему равна сила упругости, с которой ластик действует на деформирующие его тела?
|
Дано: k = 0,5 \(\frac{Н}{см}\) Δl = 1 мм = 0,1 см |
Решение: Fупр= k × Δl Fупр= 0,5 × 0,1 = 0,05 (Н) Ответ: Fупр= 0,05 Н |
|---|---|
| Fупр – ? |
Задание 20
Проведите испытание на разрыв швейных ниток одинаковой толщины, но разной длины. Сделайте предположение о том, какую нить будет разорвать легче — длинную или короткую. Проверьте предположение на опыте. Будьте аккуратны, чтобы не пораниться. Объясните полученный результат.
Вернуть оригиналДлинную нить оказалось разорвать легче, чем короткую. Это связано с тем, что длинная нить более подвержена растяжению и имеет больше точек, в которых она может разорваться. Короткая нить имеет меньше точек разрыва и более жесткую структуру, что делает ее менее подверженной разрыву.
Вернуть оригинал