Павлова Дарья
Данная работа выполнена ученицей 7 класса основной общеобразовательной школы по теме "Сила упругости"
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
МОУ ООШ №3 г. Камешково Сила упругости в развитии техники и в жизни человека Подготовила ученица 7-б класса Павлова Дарья 2011
Твердые тела легко меняют свою форму… Легко сжать резиновую игрушку или стирашку …
Упругость свойство тел восстанавливать свою форму и размеры после снятия нагрузки
Использование упругости человеком в своих целях Охота древнего племени Спортивная стрельба
Надувные матрасы, кровати…
Упругая подошва для обуви…
Применение пружинок в быту
Амортизаторы
В архитектуре арки Колоны балки
Стальные конструкции мосты каркас зданий теплицы ограждения
Применение латуни и бронзы детали трубы посуда украшения
Изготовление лыж, клюшек
Повышение прочности и упругости Увеличение нагрузки Продление срока службы Экономия материалов и энергии
Предварительный просмотр:
Доклад на тему:
« Сила упругости. Ее значение в развитии техники и в жизни человека»
Подготовила ученица 7-б класса
Павлова Дарья.
2011г.
Из опытов известно, что твердые тела пол действием приложенных сил могут изменять свою форму и размеры, то есть деформироваться. Легко сжать резиновую игрушку, стирашку или изогнуть линейку. Если нагрузку устранить, то эти тела восстанавливают свою форму. Свойство тел восстанавливать свое первоначальное положение после удаления нагрузки называют упругостью. Сила, противодействующая внешней нагрузке и восстанавливающая форму тела, называется силой упругости.
Упругостью характеризуются твердые тела, жидкости и газы. Человек давно использует упругость в своих целях: лук для охоты и для спорта, длинные пролеты мостов, автомобильные шины, различные пружины, надувные матрасы, подошвы для обуви и многое, многое другое.
С точки зрения экологических проблем важно вот что: знание физики позволяет изменять свойства материалов, меняя их упругость и прочность так, как нам это удобно и нужно.
Упругость металла, а вместе с тем и прочность можно изменить, вводя в него примеси других элементов. Мы уже знаем, как из железа делают сталь. Так же мягкая медь превращается в твердую латунь и упругую бронзу, если в нее добавить цинк, олово, алюминий и другие металлы.
Идея комбинирования, сочетания используется и в строительстве при использовании армированных материалов, например железобетона. При изготовлении лыж склеивание слоев из различных пород дерева улучшает их упругость. Такой же эффект достигается при армировании пластмасс и металлов различными волокнами. Такие материалы называются композитными.
За счет повышения прочности и упругости деталей возможно увеличение нагрузки, продление срока их службы. На их изготовление тратится меньше материалов и энергии. А это значит, что уменьшается потребность в руде, нефти. Улучшение свойств стали и других материалов позволило строить мощные локомотивы, повысить грузоподъемность самолетов.
Литература
А.П. Рыженков. Физика. Человек. Окружающая среда. М. Просвещение,1996
Все твердые тела способны под действием внешних сил деформироваться, т. е. изменять свою форму или объем.
Тела, в которых после прекращения действия внешних сил деформация полностью исчезает и первоначальная форма тела и его объем полностью восстанавливаются, называют абсолютно упругими, а саму деформацию - упругой. Тела, которые после прекращения действия внешних сил не восстанавливают свою первоначальную форму (и объем), называют неупругими или пластичными; соответственно их деформацию называют неупругой, пластичной. В случае, когда после устранения внешних сил деформация полностью сохраняется, тело называют абсолютно неупругим.
Свойство тел восстанавливать форму и объем после прекращения действия внешних сил называют упругостью. Различают объемную упругость и упругость формы. Объемная упругость - универсальное свойство всех тел, включая жидкости и газы.
Упругость формы - свойство многих твердых тел, и прежде всего кристаллических. В природе, конечно, нет абсолютно упругих и абсолютно неупругих тел. Все тела в той или иной степени являются неупругими. Но многие твердые тела (например, металлические) при малых и медленно протекающих деформациях ведут себя как абсолютно упругие; остаточные деформации в них настолько малы, что ими вполне можно пренебречь. С другой стороны, имеются такие тела (воск, сырая глина, вар, свинец), которые уже при малых деформациях ведут себя как абсолютно неупругие: они почти полностью сохраняют деформации после устранения внешних сил.
Внутренние силы, возникающие при деформациях упругих и неупругих тел, существенно различаются между собой. В упругих телах они определяются величиной и видом деформации и при устранении внешних сил возвращают телу его первоначальную форму и объем. В неупругих телах внутренние силы зависят от скорости изменения деформации и при устранении внешних сил исчезают, не возвращая телу первоначальной формы.
Внутренние силы, возникающие в упругих телах при небольших деформациях, называют упругими. Их нам и предстоит изучить. Внутренние силы в неупругих телах относятся к силам иного вида, называемым силами вязкости или силами внутреннего трения. Эти силы мы изучим позднее.
Виды упругих деформаций.
Существует множество различных видов упругих деформаций: одностороннее растяжение (и сжатие), всестороннее растяжение (и сжатие), изгиб, сдвиг, кручение и др. Но не все виды деформации являются независимыми, многие из них могут быть сведены к совокупности небольшого числа более простых деформаций. Так, изгиб стержня можно свести к деформациям неоднородного растяжения и сжатия, кручение - к неоднородному сдвигу, сдвиг - к неоднородному растяжению и сжатию в двух взаимно перпендикулярных направлениях и т. д. Можно показать, что любую упругую деформацию, как бы сложна она ни была, можно свести к совокупности двух деформаций, получивших название основных: растяжение (или сжатие) и сдвиг.
Закон Гука. При любой деформации (простой или сложной) в теле возникают упругие силы. Гук еще в 1675 г. обнаружил, что величина и направление сил упругости определенным образом зависят как от вида, так и от величины деформации.
УстановленныйГуком закон, носящий теперь его имя, состоит в следующем: а) при любой малой деформации сила упругости пропорциональна величине деформации; б) малые деформации тела пропорциональны приложенным силам.
Чтобы записать этот закон в математической форме, нужно ввести новые физические величины, характеризующие с количественной стороны деформацию и силу упругости.
В природе все взаимосвязано и непрерывно взаимодействует друг с другом. Каждая ее часть, каждый ее компонент и элемент постоянно подвергается воздействию целого комплекса сил.
Несмотря на то, что количество достаточно велико, все их можно разделить на четыре типа:
1. Силы гравитационного характера.
2. Силы электромагнитного характера.
3. Силы сильного типа.
В физике есть такое понятие, как упругая деформация. Упругая деформация - это такое явление деформации, при котором она исчезает после того, как прекращают действовать внешние силы. После такой деформации тело принимает свою изначальную форму. Таким образом, сила упругости, определение которой говорит, что она возникает в теле после упругой деформации, является потенциальной силой. Потенциальная сила, или консервативная сила - это такая сила, у которой ее работа не может быть зависимой от ее траектории, а зависит только от начальной и конечной точки приложения сил. Работа консервативной или потенциальной силы по замкнутой траектории будет равна нулю.
Можно сказать, что сила упругости имеет электромагнитную природу. Эту силу можно оценить как макроскопическое проявление взаимодействия между молекулами вещества или тела. В любом случае, при котором происходит либо сжатие, либо растяжение тела, проявляется сила упругости. Она направлена против силы, производящей деформацию, в направлении, противоположном смещению частиц данного тела, и перпендикулярна поверхности тела, подвергающегося деформации. Также и вектор этой силы направлен в сторону, противоположную деформации тела (смещению его молекул).
Вычисление значения силы упругости, возникающей в теле при деформации, происходит по Согласно ему, сила упругости равна произведению жесткости тела на изменение коэффициента деформации этого тела. По закону Гука, возникающая при определенной деформации тела или вещества сила упругости прямо пропорциональна удлинению этого тела, а направлена она в сторону, противоположную направлению, по которому перемещаются частицы данного тела относительно остальных частиц в момент деформации.
Показатель жесткости определенного тела или пропорциональный коэффициент зависит от материала, который используется для изготовления тела. Также жесткость зависит от геометрических пропорций и формы данного тела. В отношении силы упругости существует еще такое понятие, как Таким напряжением называют отношение модуля силы упругости к единице площади в данной точке рассматриваемого сечения. Если связать закон Гука с напряжением этого типа, то его формулировка прозвучит несколько иначе. Напряжение механического типа, которое возникает в теле при его деформации, всегда пропорционально относительному удлинению этого тела. Необходимо иметь в виду, что действие закона Гука ограничено только небольшими деформациями. Существуют пределы деформации, при которых действует данный закон. Если же они будет превышены, то сила упругости будет вычисляться по сложным формулам вне зависимости от закона Гука.
«Сила упругости закон Гука» - Закон Гука. Спортивные снаряды Батуты Различные пружины. Книга, лежащая на столе, может само по себе упасть, провалиться? Почему покоятся тела, лежащие на опоре или подвешенные на нити? Сила упругости. Выяснить природу силы упругости. Сдвиг. Деформации в жизни. Растяжение, сжатие. Кручение. Падают ли тела?
«Применение кислорода» - Пожарный с автономным дыхательным аппаратом. При работе в воде. Вне земной атмосферы человек вынужден брать с собой запас кислорода. Больной находится в специальном аппарате в кислородной атмосфере при пониженном давлении. Применение кислорода. Кислород необходим практически всем живым существам. Главными потребителями кислорода являются энергетика, металлургия и химическая промышленность.
«Применение ИКТ на уроках географии» - Решение задач: Как называют эпоху открытий конца XV – начала XVIIв. ? Что в переводе с греческого обозначает слово «география»? Непосредственное применение в учебном процессе. Кто открыл Америку? Применение информационных технологий для обеспечения познавательного досуга. Какой путешественник оставил после себя труд «Хождение за три моря»?
«Сила упругости» - Закон Гука для малых упругих деформаций. Механическое напряжение. Виды силы упругости. Графическое представление закона Гука. Силы упругости имеют электромагнитную природу. Определите жесткость пружины. Что называется жесткостью тела? Основные типы упругой деформации. Формула закона Гука. Виды деформаций.
«Интерференция света и её применение» - - Угловой размер источника. - Условие максимума интерференции. Полосы локализованы в бесконечности, имеют вид колец. По смещению с помощью компенсатора определяют n2 - n1. Кольца Ньютона в зеленом и красном свете. 1. Цвета тонких пленок – интерференция при освещении пленки широким пучком. Позволяет обнаружить изменение n2 - n1 около 10-7.
«Применение углеводородов» - Применение алканов. Велико значение в медицине, парфюмерии и косметике. Значение алканов в современном мире огромно. Используется в медицине, паpфюмеpии и косметике. Проверь себя!!! Высшие алканы входят в состав смазочных масел. Цели: Циклопропан используется для наркоза. Производство пластмасс, каучуков, синтетических волокон, моющих средств и многих других веществ.
Виды деформаций.
Деформацией называют изменение формы, размеров или объема тела.
Деформация может быть вызвана действием на тело приложенных к нему внешних сил.
Деформации, полностью исчезающие после прекращения действия на тело внешних сил, называют упругими
, а деформации, сохраняющиеся и после того, как внешние силы перестали действовать на тело, - пластическими
.
Различают деформации растяжения
или сжатия
(одностороннего или всестороннего), изгиба
, кручения
и сдвига
.
Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется силой упругости .
Сила упругости имеет электромагнитную природу.
Закон Гука: при упругих деформациях сила упругости прямо пропорциональна абсолютному удлинению тела.
F упр =- kΔl
F упр – сила упругости; k – коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью; Δl – удлинение тела (изменение его длины).
Знак «минус» показывает, что сила упругости направлена противоположно деформации тела.
Закон Гука справедлив только для упругой деформации.
Деформация является упругой, если после прекращения действия сил, деформирующих тело, оно возвращается в исходное положение.
2..Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания. Затухание свободных колебаний. Формула Томсона.
Электромагнитные колебания - это колебания электрического и магнитного полей, которые сопровождаются периодическим изменением заряда, силы тока и напряжения. Простейшей системой, где могут возникнуть и существовать свободные электромагнитные колебания, является колебательный контур. Колебательный контур - это цепь, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора (рис. 29, а). Если конденсатор зарядить и замкнуть на катушку, то по катушке потечет ток (рис. 29, б). Когда конденсатор разрядится, ток в цепи не прекратится из-за самоиндукции в катушке. Индукционный ток, в соответствии с правилом Ленца, будет иметь то же направление и перезарядит конденсатор (рис. 29, в). Процесс будет повторяться (рис. 29, г) по аналогии с колебаниями маятника.
Таким образом, в колебательном контуре будут происходить электромагнитные колебания
из-за превращения энергии электрического поля конденсатора () в энергию магнитного поля катушки с током (
), и наоборот. Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре (т. е. в таком контуре, где нет потерь энергии) зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора и находится по формуле Томсона . Частота с периодом связана обратно пропорциональной зависимостью .
В реальном колебательном контуре свободные электромагнитные колебания будут затухающими из-за потерь энергии на нагревание проводов. Для практического применения важно получить незатухающие электромагнитные колебания, а для этого необходимо колебательный контур пополнять электроэнергией, чтобы скомпенсировать потери энергии.