Закон Гука для упругих деформаций




НазваниеЗакон Гука для упругих деформаций
Дата конвертации07.05.2013
Размер40.36 Kb.
ТипУрок
Тема урока: Механические свойства твердых тел.
Цель урока: дать понятие деформации, сформулировать и проверить опытным путем закон Гука для упругих деформаций.
Тип урока: комбинированный урок.
Ход урока:

1. Повторение изученного материала

1) В чем отличие моно- и поликристаллов?

2) Перечислите основные типы кристаллических решеток.

3) Приведите пример полимофизма.

4) Что такое анизотропия и изотропия, приведите пример.

5) Почему в таблице температуры плавления различных веществ нет температуры плавления стекла?

6) Почему в природе не бывает кристаллов шарообразной формы?
2. Изучение новой темы.

Деформация

В твердых телах – аморфных и кристаллических – частицы (молекулы, атомы, ионы) совершают тепловые колебания около положений равновесия, в которых энергия их взаимодействия минимальна. При увеличении расстояния между частицами возникают силы притяжения, а при уменьшении – силы отталкивания Силы взаимодействия между частицами обусловливают механические свойства твердых тел.

Деформация твердого тела является результатом изменения под действием внешних сил взаимного расположения частиц, из которых состоит тело, и расстояний между ними.

Существует несколько видов деформаций твердых тел. Некоторые из них представлены на рисунке



Некоторые виды деформаций твердых тел: 1 – деформация растяжения; 2 – деформация сдвига; 3 – деформация всестороннего сжатия

Деформации сдвига подвержены заклепки, болты. Деформацию изгиба можно свести к неравномерному растяжению и сжатию, такой деформации подвержены балки, опоры, мосты. Деформацию кручения рассматривают как неоднородный сдвиг (валы машин, винты).

Простейшим видом деформации является деформация растяжения или сжатия. Ее можно характеризовать абсолютным удлинением Δl, возникающим под действием внешней силы Связь между Δl и F зависит не только от механических свойств вещества, но и от геометрических размеров тела (его толщины и длины).

Отношение абсолютного удлинения Δl к первоначальной длине l образца называется относительным удлинением или относительной деформацией ε:






При растяжении ε > 0, при сжатии ε < 0.

Если принять направление внешней силы, стремящейся удлинить образец, за положительное, то F > 0 при деформации растяжения и F < 0 – при сжатии. Отношение модуля внешней силы F к площади S сечения тела называется механическим напряжением σ:






За единицу механического напряжения в СИ принят паскаль (Па). Механическое напряжение измеряется в единицах давления.

Зависимость между ε и σ является одной из важнейших характеристик механических свойств твердых тел. Графическое изображение этой зависимости называется диаграммой растяжения. По оси абсцисс откладывается относительное удлинение ε, а по оси ординат – механическое напряжение σ. Типичный пример диаграммы растяжения для металлов (таких как медь или мягкое железо) представлен на рисунке:



Голубая полоса на диаграмме – область упругих деформаций. При малых деформациях (обычно существенно меньших 1 %) связь между σ и ε оказывается линейной (участок Oa на диаграмме). При этом при снятии напряжения деформация исчезает. Такая деформация называется упругой. Максимальное значение σ = σпр, при котором сохраняется линейная связь между σ и ε, называется пределом пропорциональности (точка a). На линейном участке выполняется закон Гука:






Коэффициент E в этом соотношении называется модулем Юнга – характеризует сопротивляемость материала упругой деформации.

При дальнейшем увеличении напряжения связь между σ и ε становится нелинейной (участок ab). Однако при снятии напряжения деформация практически полностью исчезает, т. е. восстанавливаются размеры тела. Максимальное напряжение на этом участке называется пределом упругости

Если σ > σупр, образец после снятия напряжения уже не восстанавливает свои первоначальные размеры и у тела сохраняется остаточная деформация εост. Такие деформации называются пластическими (участки bc, cd и de). На участке bc деформация происходит почти без увеличения напряжения. Это явление называется текучестью материала. В точке d достигается наибольшее напряжение σmax, которое способен выдержать материал без разрушения (предел прочности). В точке e происходит разрушение материала.

Материалы, у которых диаграмма растяжения имеет вид, показанный на рисунке желтой областью, называются пластичными. У таких материалов обычно деформация εmax, при которой происходит разрушение, в десятки раз превосходит ширину области упругих деформаций. К таким материалам относятся многие металлы.

Материалы, у которых разрушение происходит при деформациях, лишь незначительно превышающих область упругих деформаций, называются хрупкими (стекло, фарфор, чугун).

Твердые тела с их жесткой кристаллической решеткой значительно менее сжимаемы по сравнению с жидкостями, атомы и молекулы которых не так сильно связаны со своими соседями. Сжимаемость газов на много порядков выше, чем у жидкостей и твердых тел.
3. Закрепление материала.

Лабораторная работа «Определение модуля упругости резины»

4. Итоги урока. Домашнее задание.

Похожие:

Закон Гука для упругих деформаций iconПреимущества технологии брикетирования ruf
Высокое давление в конце прессования приводит к переходу упругих деформаций частиц в пластические, вследствие чего структура брикета...
Закон Гука для упругих деформаций iconПреимущества технологии брикетирования ruf
Высокое давление в конце прессования приводит к переходу упругих деформаций частиц в пластические, вследствие чего структура брикета...
Закон Гука для упругих деформаций iconПреимущества технологии брикетирования ruf
Высокое давление в конце прессования приводит к переходу упругих деформаций частиц в пластические, вследствие чего структура брикета...
Закон Гука для упругих деформаций iconЗакон Гука и принцип независимости действия сил
Сопротивление материалов  наука о прочности, жесткости и устойчивости элементов инженерных конструкций. Методами сопротивления...
Закон Гука для упругих деформаций iconУстановка для исследования деформации растяжения
Используя данную установку можно наблюдать разные стадии растяжения тела, а так же исследовать изменения упругих свойств проволоки...
Закон Гука для упругих деформаций iconТема фио
Исследование влияния на свойства упругих опор роторов условий затяжки, вариативности нагрузки и температуры окружающей среды
Закон Гука для упругих деформаций iconСписок книг, переданных безвозмездно библиотеке университета Центром по комплектованию библиотек вузов РФ
Аврамов К. В., Михлин Ю. В. Нелинейная динамика упругих систем. Т. 1: Модели, методы, явления. Москва-Ижевск, 2010
Закон Гука для упругих деформаций iconЗаконы стехиометрии. Разделы теоретического курса для повторения
Качественный и количественный состав вещества. Закон кратных отношений. Закон простых объемных отношений. Молярные объемы газов и...
Закон Гука для упругих деформаций iconУдк 612. 31+ 616. 31 Модели и аналогии в физиологии зубов
Определена роль жевания в минерализации эмали, предложен механизм преобразования энергии упругих колебаний твердых тканей зубов в...
Закон Гука для упругих деформаций iconПрограмма по предмету закон божий для 1-11 классов
«Закон Божий»-это традиционное для Русской Православной Церкви наименование цикла учебных
Разместите кнопку на своём сайте:
kurs.znate.ru


База данных защищена авторским правом ©kurs.znate.ru 2012
обратиться к администрации
kurs.znate.ru
Главная страница