Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Мы с вами на прошлых лекциях изучали силу, которая называется силой тяжести, т.е это сила, которая действует на тела вследствие их притяжения к Земле или к другим каким-то небесным телам - это частный случай силы всемирного тяготения. Давайте вспомним как рассчитать силу тяжести действующую на тело, что нам для этого надо знать? Для того, что бы рассчитать силу тяжести нам нужно знать массу тела.
И так в видеоролике выше была присказка, а теперь расскажем сегодняшнюю "сказку"...если поднять и отпустить гирьку, то она будет "мчаться" к центру Земли, набирая скорость...а теперь давайте поставим эту гирьку на линейку, опирающуюся на две опоры и посмотрим, что будет наглядно в видеоролике ниже...
Ну а теперь давайте еще раз вернемся к гирьке, установленной на линейке...
Запишем...
Сила упругости - это сила, возникающая вследствие деформации тела. Ну а что такое деформация? Это любое изменение формы размеров тела...
Деформацией - называется любое изменение формы или размеров тела. Давайте в видеоролике ниже покажем силы действующие на гирьку, установленную на линейке.
Кстати, по поводу того, что если силы не компенсируют друг друга мы с вами будем еще говорить подробно в дальнейшем...а пока если деформация будет слишком большой, то сила упругости будет больше, чем сила тяжести. Как тогда поведет себя гиря? Если сила упругости будет больше силы тяжести? Она начнет двигаться вверх. Давайте проверим. Возьмем и специально придавим гирю сверху пальцем. Деформация при этом увеличится. Когда мы отпустим гирю сила упругости станет больше силы тяжести и она приподнимет гирю, деформация при этом уменьшится и все закончится при этом состоянием равновесия. И так мы с вами выяснили, что сила упругости зависит от величины деформации. Как именно? Мы сегодня с вами тоже будем говорить.
Давайте запишем эти два вида деформаций...
Если тело восстанавливает свою форму после деформации, то такая деформация называется упругой, а если тело сохраняет новую форму после деформации, то такая деформация называется - пластической. И так еще раз существуют два вида деформации...
Упругая деформация - это деформация после которой тело полностью восстанавливает первоначальную форму.
Пластическая деформация - это деформация при которой тело сохраняет новую форму.
А как вы думаете от чего зависит, какая будет деформация? Пластическая или упругая? От материала. Конечно! Первая линейка, которая не возвращается в первоначальное состояние после деформации сделана из свинца и свинец, при этом, деформируется пластически, а вторая линейка стальная - она деформируется упруго.
Сегодня мы с вами будем изучать упругую деформацию. Нас сегодня интересуют закономерности упругой деформации. Ну а теперь давайте перейдем к более подробному рассмотрению.
Во-первых давайте рассмотрим еще одну классификацию деформаций. Первая классификация - это упругая и пластическая деформации, а есть еще одна классификация по характеру изменения формы тела.
Виды деформаций.
Первый вид, самый простой и сегодня мы будем его изучать наиболее подробно - это деформация растяжения - сжатия.
Другие виды деформации, которые мы не будем исследовать на сегодняшней лекции подробно мы, просто, продемонстрируем в видеоролике ниже. И так второй вид деформации - изгиб.
Еще один вид деформации - это деформация сдвиг
Последний вид деформации - это деформация - кручение.
Все эти виды деформации встречаются в природе и в технике.
Ну, например, деформация растяжение как вы думаете, где она встречается? Амортизаторы...Хорошо. Хотя, в амортизаторах вид деформации немного сложнее, но все равно это можно принять. Деформация сжатия, как вы думаете? Например, колонны на которых держаться крыши, разных храмов - эти колонны испытывают деформацию сжатия.
Деформация изгиба. Например при натяжении тетивы лука происходит деформация изгиба. Рельсы под действием поезда изгибаются - это можно увидеть, если быть внимательным.
Деформация сдвига - тут, наверное, будет посложнее привести пример. Когда вы режете ножницами, что-то лезвие ножниц сдвигают половинки разрезаемого тела, так что оно даже разрушается, настолько велика эта деформация.
Деформация кручение - какого вида деформации испытывает вал, приводящий во вращение грибной винт корабля. Вал соединяющий двигатель с гребным винтом. Какого вида деформация? Да, как раз это деформация - кручение. Когда вы закручиваете болт или вывинчиваете шуруп, то этот шуруп тоже будет использовать деформацию кручения.
Мы сегодня с вами будем говорить о самом простом виде деформации - упругой деформации растяжение - сжатие. Но перед этим обратите внимание на важную особенность...вот, например деформация растяжение. Давайте подумаем в какую сторону двигались частицы этого резинового стержня при растяжении? В какую сторону? Вправо. А в какую сторону при этом направлена сила упругости? Влево. При сжатии, когда мы перемещали частицы этого стержня влево, сила упругости при этом была направлена вправо. При деформации изгиба силой тяжести мы частицы линейки вниз, а сила упругости при этом направлена вверх. При деформации - сдвига частицы тела сдвигаем вправо, сила упругости при этом направлена влево. При деформации-кручения мы изменяем форму так, что в верхней ближней части частицы сдвигаются вправо, сила упругости при этом направлена влево. Поэтому мы можем сделать очень важный вывод о том, что сила упругости всегда противоположна направлению смещения частиц при деформации. Давайте запишем строго этот очень важный факт.
Сила упругости - направлена в сторону противоположную направлению смещения частиц тела при деформации.
А теперь давайте на опыте продемонстрируем как действует сила упругости при взвешивании грузов различной массы.
И так, давайте теперь подытожим, то что у нас получилось в видеоролике выше и сформулируем закон, описывающий выше полученную табличную закономерность.
И так давайте запишем закон Гука, при этом, что мы не должны забывать? Во-первых резинка сейчас вернулась в прежнее состояние? Да. Значит деформация резинки - это была упругая деформация, если тело восстановило свою форму. Во-вторых деформация должна быть малой. Тогда закон Гука записываем следующих образом.
При малых упругих деформациях сила упругости прямо пропорциональна удлинению тела.
И последнее, что останется выяснить в каких единицах измеряется жесткость.
И напоследок давайте посчитаем жесткость резинки, которая участвовала в нашем опыте.
Давайте подведем итог этой лекции. Мы вспомнили из предыдущей лекции, что сила тяжести - это частный случай силы всемирного тяготения. Повторили формулу силы тяжести. Далее наглядно на опыте продемонстрировали, что такое сила упругости. Установили причину и следствие в связке понятий деформация и сила упругости. Привели схему компенсации силой упругости силы тяжести. Выяснили, что сила упругости зависит от величины деформации и определили два вида деформации: пластическая и упругая, дали их определение. По другой классификации деформаций мы определили, что существует четыре основных типа: "растяжение-сжатие", "изгиба", "сдвига" и "кручения". Установили, что сила упругости всегда направлена в противоположную сторону от смещения частиц тела при деформации. Далее продемонстрировали как действует сила упругости при взвешивании грузов различной массы, при этом вывели табличную закономерность, которую сформулировали в закон Гука и вывели формулу его описывающую. Дали строгое определение данного закона. В формуле, описывающим закон Гука коэффициент пропорциональности - определили понятием коэффициента жесткости и в конце в задаче определили модуль упругости резинки на которой взвешивали грузы в предыдущих опытах данной лекции.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, то пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.