Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На прошлой лекции мы с вами познакомились с силой, которая называется силой упругости. И прежде, чем пойти дальше, давайте кое-что вспомним. В каком случае возникает сила упругости? Что является причиной появления силы упругости? Причиной возникновения сил упругости является деформация. Скажите пожалуйста, чем отличается упругая деформация от пластической? Упругая деформация - это деформация после которой тело принимает начальную форму, а пластическая деформация - это деформация когда тело сохраняет свою новую форму. Сразу хочется добавить, что абсолютно упругой деформации не существует, даже если мы возьмем ту стальную линейку с которой экспериментировали в прошлый раз и сильно ее согнем, она при этом полностью свою форму не восстановит. Точно так же как не существует абсолютно пластической деформации. И на самом деле истина где-то посередине, но два идеальных случая - это абсолютно упругая деформация, когда тело полностью восстанавливает свою форму и абсолютно пластическая деформация, когда тело сохраняет без абсолютного возврата к предыдущей свою новую форму.
И на прошлой лекции мы с вами провели эксперимент, который заключался в том, что мы растягивали резиновую нить подвешенную и закрепленную на штативе. Т.е вызывали разные силы упругости и при этом резиновая нить удлинялась и мы с вами выяснили, что при малых деформациях сила упругости прямо пропорциональна удлинению. Мы удлиняли пружинку на два миллиметра, на четыре, на шесть, на восемь миллиметров при этом у нас сила упругости возрастала в два, в четыре, в шесть и в восемь раз, но когда мы положили на весы гирьку в сто граммов, т.е создать силу в один Ньютон резинка при этом сильно растянулась и мы заметили, что растяжение резинки сильнее, чем предсказывает наше предположение. И мы отметили, что это связано с тем, что когда мы маленькие гирьки устанавливали на весы деформация была малой, а когда мы положили большую стограммовую гирю деформация перестала быть малой, но когда мы говорим о большой или малой деформации мы должны пояснить, малой по сравнению с чем или большой по сравнению с чем? Давайте сейчас попробуем ответить на этот вопрос. Что значит, что деформация или удлинение резинки или другого тела мало? Мало по сравнению с чем? Как вы думаете? Какая длина резинки? На глаз примерно сантиметров пятнадцать, а удлинение у нас составляло миллиметры. Если удлинение миллиметры, а длина резинки порядка пятнадцати сантиметров, то мы можем сказать, что удлинение малое по сравнению с длиной резинки удлинение мало и тогда выполняется закон, который называется Законом Гука и мы сказали, что при малых упругих деформациях сила упругости прямо пропорциональна удлинению тела. А если мы положили на весы большую гирю, то удлинение резинки у нас было целых шесть сантиметров, а теория предсказывала, что удлинение должно быть четыре сантиметра. Почему на не работает закон Гука? Потому что деформация не малая. Мы на резинке создавали силу упругости деформируя эту резинку на разную величину, т.е вызывая различные удлинения. Мы при этом помещали на весы разные гирьки. А что если мы поступил следующим образом: мы на шкале вместо единиц длины отложим единицы силы упругости, которые возникают в этой резинке, во время ее деформации. Тогда на этой шкале будут отложены не сантиметры и миллиметры, а сила упругости, возникающая в резинке, она ведь равна той силе, которую мы прикладываем к резинке с помощью гири, потому что сила, которая действует на резинку со стороны гири или со стороны крепежного крокодильчика уравновешивается силой упругости. Сила упругости, при этом, равна той силе с которой мы тянем эту резинку и эти значения силы мы можем нанести на шкалу вместо сантиметров. А что нам это дает? Это дает нам возможность измерять силу с помощью изучения деформации тела. И вот об этом мы поговорим сегодня подробнее.
Далее давайте в следующем видеоролике посмотрим уже на существующие современные динамометры.
В видеоролике мы видим, что у динамометров существует шкала проградуированная в единицах силы упругости - Ньютонах. А если мы заменим шкалу Ньютонов на шкалу массы, то давайте тогда посмотрим в следующем видеоролике что из этого получится...
В видеоролике выше мы посмотрели как устроены пружинные весы на основе прибора для измерения силы упругости - динамометра, которые еще иногда, кроме пружинных называют динамометрическими весами.
Но стоит отметить, что у пружинных весов есть один недостаток...Давайте зададимся таким вопросом, что сравнивают на самом деле рычажные весы? Рычажные весы сравнивают силу с которой гири действуют на чашку и взвешиваемое тело так же действует на чашку. Представьте себе что мы с вами переместились с Земли на Луну. Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Луне. Скажите, пожалуйста если мы на Луне воспользуемся рычажными весами и килограммовой гирей мы сможем взвесить тело массой один килограмм? Конечно, потому что в шесть раз уменьшиться и тяжесть гири и сила тяжести взвешиваемого тела и весы при этом останутся в равновесии. А вот если мы применим при взвешивании на Луне пружинные весы, то они покажут измерения в шесть раз меньше. Т.е пользоваться пружинными весами можно только на Земле, а если честно, то только в определенных местах земного шара, в тех местах под которые эти весы проградуированы. Дело в том, что ускорение свободного падения, как мы знаем из предыдущих лекций, из-за вращения Земли оказывается разным, поэтому весы, которые представляют собой пружинные весы работают точно в тех местах, где они, как говорят, откалиброваны. Современные весы - электронные весы, они как раз имеют устройство для калибровки под определенное значение ускорения свободного падения.
И так...
Динамометр - это устройство для измерения силы, основным элементом, которого является всегда пружина.
При этом пружины могут быть не обязательно цилиндрическими, но при этом измерение силы всегда сводится к измерению деформации тела в котором эта сила упругости возникает. И теперь когда мы с вами это знаем давайте для закрепления пройденного материала порешаем задачи.
Первая задача будет на тему определения удлинения пружины динамометра.
Вторая задача будет на определение по графику силы упругости
Давайте подведем итог этой лекции. И так из прошлой лекции мы повторили понятия: "силы упругости", упругой и пластической деформации. Еще раз наглядно продемонстрировали 4 основных вида деформации по другой классификации: "растяжение-сжатие", "изгиб", "сдвиг" и "кручение". Поставили вопрос о том, что будет если на шкале измерения длины деформации резинки на которую подвешивается груз нанести вместо единиц длины, единицы силы упругости, на этом предложении мы построили принципиальную схему прибора для измерения силы упругости - динамометра. Посмотрели на существующие школьные динамометры. Опять выдвинули предложение о том, что шкалу измерения единиц сил упругости возможно заменить на единицы измерения массы и получить при этом динамометрические или по-другому пружинные весы. Посмотрели какие бывают промышленные динамометры и дали определение динамометру. И в конце лекции решили две задачи на определение удлинения пружины динамометра и определения двух сил упругости по графику.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, то пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.