СИЛЫ ПРИРОДЫ В МЕХАНИКЕ (II) – стр.1

2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ

1. СИЛЫ УПРУГОСТИ

0. 1.1. СИЛА УПРУГОСТИ – это…, , [ H ], прибор для измерения - динамометр

Причина возникновения – деформации

Деформация – это… ;

Классификации деформаций: 1. по направлению сил, вызывающих деформацию –

растяжение, сжатие, сдвиг, кручение, изгиб.

2. по восстановлению прежних формы и размера после снятия

нагрузки – упругие, неупругие(пластические)

Направление силы упругости – против действия внешней силы;

перпендикулярно деформируемой поверхности.

Закон Гука (Гук, XVIIв): наблюдения, результаты, вывод (формулировка закона), формула, дополнения, границы применения, примеры: ...

опыт

формулировка

формула

описание, рисунок, результаты

модуль силы упругости прямо пропорционален модулю изменения длины тела

или

дополнения

k – коэффициент упругости или жесткость

[k] = H/м, физический смысл – …

k = f (материал, размер, форма)

ГРАНИЦЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКОНА ГУКА

• для упругих деформаций

1.2. сила натяжения – это…, , [ H ],

прибор для измерения – динамометр;

направлена по нити (стержню), приложена к телу

1.3. сила реакции опоры – это…, , [ H ],

прибор для измерения – динамометр; направлена

перпендикулярно к опоре, приложена к телу

Чаще всего определяются по ускорению, которое эти силы сообщают телам (II закон Ньютона)

или

из (I закон Ньютона )

1.4. ВЕС ТЕЛА – это…, , [ H ], прибор для измерения - динамометр

Направлена по нити (стержню),

приложена к нити

или

Направлена перпендикулярно опоре,

приложена к опоре

,

если… то…

(вывод формулы необходим)

направлено вертикально вверх

P>P₀ на ma перегрузка

направлено вертикально вниз

P<P₀ на ma

При a=g Р=0 невесомость

СИЛЫ ПРИРОДЫ В МЕХАНИКЕ (II) – стр.2

1.5. ВЫТАЛКИВАЮЩАЯ (Архимедова) СИЛА – это…, , [ H ], прибор для измерения – динамометр

Направление, точка приложения:

а) б)

Причина возникновения

Давление жидкости на погруженную часть тела → разность давления на верхнюю и нижнюю грань → выталкивающая сила

F_A=P_{жидкости в погруженной части тела}

F_A= ρ_жgV_погруж

Закон Архимеда ; Если а=0, то

F_A = 0, если

• Р_{жидкости}=0 (невесомость)

• Между нижней гранью тела и дном нет жидкости ( нет давления жидкости на нижнюю грань тела)

2. СИЛА ТРЕНИЯ– это…, , [ H ], прибор для измерения – динамометр

Причины возникновения – шероховатость поверхностей трущихся тел, силы молекулярного притяжения между трущимися поверхностями

Виды трения:

• По способу перемещения

  
  

  Условия возникновения

  направление

  особенности

  Сила трения покоя

  - Внешняя сила, действующая на тело

  -нагрузка (вес)

  направлена противоположно действующей на тело внешней силе, стремящейся привести это тело в движение

  

  

  ;

  

  
  

  µ- коэффициент трения покоя; [µ]- нет

  Сила трения скольжения

  
  

  
  

  
  

  
  

  Внешняя сила, действующая на тело и вызывающая скольжение

  -нагрузка (вес)

  
  

  
  

  направлена

  • противоположно действующей на тело внешней силе,

  • против относительной скорости тела

  закон Амонтона-Кулона

  

  
  

  
  

  от площади трущихся поверхностей не зависит

  µ- коэффициент трения скольжения; [µ]- нет

  µ - зависит от материала и физического состояния трущихся поверхностей (степени шероховатости, влажности, температуры и других условий).

  Сила трения качения

  Внешняя сила, действующая на тело и вызывающая качение

  -нагрузка (вес)

  Зависит от:

  - радиуса катящегося тела,

  - скорости качения

• По роду трущихся поверхностей

Условия возникновения

Направление

Особенности

Сила сухого трения (внешнее трение) См. выше

Сила жидкого трения (Внутреннее трение)

-достаточно толстый слой смазки, обеспечивающий отсутствие непосредственного контакта трущихся поверхностей

-возникшее в жидкости движение

-движущиеся с различными скоростями слои жидкости

против движения тела, по касательной к его поверхности

• трение покоя вообще отсутствует

• зависит от скорости движения тела

В газах, из-за их малой плотности, тело может развить большую скорость, поэтому сила сопротивления F_c=-k₁v².

k₁(коэффициент сопротивления) зависит от рода газа, температуры, от формы движущегося тела.

В жидкостях плотность вещества велика, тело не может развить большую скорость, а потому Fc=-k₂v.

k₂ зависит от рода жидкости, температуры, формы движущегося тела.

Роль сил трения

польза

вред

Обеспечивает движение колесного транспорта (F_{тр пок})

Износ трущихся деталей

Ременная передача

Нагревание трущихся деталей

Фрикционная передача [лат. frictio - трение]

Уменьшение КПД двигателей

Скрепление материалов, деталей конструкций

Обработка металлов и других материалов, заточка инструментов, шлифовка, полировка материалов и т.д.

Сварка трением

Способы изменения трения

увеличение

уменьшение

Увеличение шероховатости поверхностей

Шлифовка поверхностей

Насечки

Смазка ( трение сухое → трение жидкое)

Рельефный рисунок поверхности

Подшипники (трение скольжения → трение качения)