Виды деформации
Растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение. Растяжение и сжатие — основные виды. Изгиб — их сочетание: на выпуклой стороне слои растянуты, на вогнутой сжаты. Кручение сводится к сдвигу слоёв.
Интерактивный тренажёр · 9 класс · Физика · Урок 11
Деформация — изменение формы или размеров тела под действием внешних сил. При упругой деформации возникает сила упругости: она направлена против деформации и стремится вернуть телу прежнюю форму. Чем сильнее растянута пружина, тем больше сила: F ~ |Δl|. Коэффициент пропорциональности — жёсткость k.
F = k · |Δl|
Δl = l − l₀
k = F / Δl
Растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение. Растяжение и сжатие — основные виды. Изгиб — их сочетание: на выпуклой стороне слои растянуты, на вогнутой сжаты. Кручение сводится к сдвигу слоёв.
Упругая деформация исчезает после снятия нагрузки (стальная пружина, резинка при небольшой нагрузке). Пластическая остаётся (пластилин, согнутая проволока). Сила упругости возникает при упругой деформации.
Против деформации. Растянутая пружина тянет тело к себе, сжатая — отталкивает. Груз на пружине действует на неё в противоположную сторону (третий закон Ньютона). Природа силы упругости — электромагнитное взаимодействие частиц вещества.
F = k|Δl|. Жёсткость k (Н/м) — сила, нужная для изменения длины на 1 м. Груз неподвижен: kΔl = mg. График F(Δl) — прямая через начало координат. Закон верен только для малых упругих деформаций.
1) Натяжение нити или троса — вдоль нити, при подвешивании грузов. 2) Реакция опоры — перпендикулярно поверхности опоры, не даёт телу упасть. 3) Сила упругости пружины — при растяжении и сжатии. В записи F = −kx величина x = Δl, а минус показывает, что сила направлена противоположно деформации.
Сначала попробуй решить задачу сам. Затем открывай шаги разбора по одному и сравнивай свой ход мысли.
Упругая деформация? Переведи сантиметры в метры, граммы в килограммы. Найди удлинение Δl = l − l₀, если даны длины.
Если груз неподвижен, F = mg. Если известно k и Δl, F = kΔl.
Сила F = kΔl, жёсткость k = F/Δl, удлинение Δl = F/k. Если нужно ускорение — второй закон Ньютона a = F/m.
Единицы: Н/м · м = Н. При вдвое большей силе удлинение вдвое больше. Сила направлена против деформации.
Принимаем g = 10 м/с². Десятичную дробь можно вводить через запятую или точку. После первой проверки открывается полный разбор задачи.