ответы по физике. Ответы по физике. 1. Понятие материальной точки и абсолютно твёрдого тела. Материальная точка
 Скачать 1 Mb.
|
ДеталиНазывается также одноосным или линейным напряжённым состоянием. Является одним из основных видов напряжённого состояния параллелепипеда. Может быть также двух- и трёх-осным[1]. Вызывается как силами, приложенными к концам стержня, так и силами, распределёнными по объёму (силы инерции и тяготения). Растяжение вызывает удлинение стержня (также возможен разрыв и остаточная деформация), сжатие вызывает укорочение стержня (возможна потеря устойчивости и возникновение продольного изгиба). В поперечных сечениях бруса возникает один внутренний силовой фактор — нормальная сила. Если растягивающая или сжимающая сила параллельна продольной оси бруса, но не проходит через неё, то стержень испытывает т. н. внецентренное растяжение (сжатие). В этом случае за счёт эксцентриситета приложения нагрузки в стержне кроме растягивающих (сжимающих) напряжений возникают ещё и изгибные напряжения. Напряжение вдоль оси прямо пропорционально растягивающей или сжимающей силе и обратно пропорционально площади поперечного сечения. При упругой деформации между напряжением и относительной деформацией определяется законом Гука, при этом поперечные относительные деформации выводятся из продольных путём умножения их на коэффициент Пуассона. Пластическая деформация, предшествующая разрушению части материала, описывается нелинейными законами. КоэффициентПуассона (обозначается как или ) — величина отношения относительного поперечного сжатия к относительному продольному растяжению. Этот коэффициент зависит не от размеров тела, а от природы материала, из которого изготовлен образец. Коэффициент Пуассона и модуль Юнга полностью характеризуют упругие свойства изотропного материала. При приложении к телу растягивающего усилия оно начинает удлиняться в продольном направлении, а поперечное сечение уменьшается. Коэффициент Пуассона показывает, во сколько раз относительное уменьшение поперечного размера деформируемого тела больше относительного увеличения его длины, при его растяжении. Для абсолютно хрупкого материала коэффициент Пуассона равен 0, для абсолютно несжимаемого — 0,5. Для большинства сталей этот коэффициент лежит в районе 0,3, для резины он примерно равен 0,5. Безразмерен, но может быть указан в относительных единицах: мм/мм, м/м.  ,где — коэффициент Пуассона; — деформация в поперечном направлении (отрицательна при осевом растяжении, положительна при осевом сжатии); — продольная деформация (положительна при осевом растяжении, отрицательна при осевом сжатии). Модуль Юнга (модуль продольной упругости) — физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации. Назван в честь английского физика XIX века Томаса Юнга. В динамических задачах механики модуль Юнга рассматривается в более общем смысле — как функционал среды и процесса. В Международной системе единиц (СИ) измеряется в ньютонах на метр в квадрате или в паскалях. Является одним из модулей упругости. Модуль Юнга рассчитывается следующим образом:  где: F — нормальная составляющая силы, S — площадь поверхности, по которой распределено действие силы, l — длина деформируемого стержня, — модуль изменения длины стержня в результате упругой деформации (измеренного в тех же единицах, что и длина l). Через модуль Юнга вычисляется скорость распространения продольной волны в тонком стержне:  где — плотность вещества. Механическое напряжение — это мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле, под влиянием различных факторов. Механическое напряжение в точке тела определяется как отношение внутренней силы к единице площади в данной точке рассматриваемого сечения. Напряжения являются результатом взаимодействия частиц тела при его нагружении. Внешние силы стремятся изменить взаимное расположение частиц, а возникающие при этом напряжения препятствуют смещению частиц, ограничивая его в большинстве случаев некоторой малой величиной. Q — механическое напряжение. F — сила, возникшая в теле при деформации. S — площадь. Различают две составляющие вектора механического напряжения: Нормальное механическое напряжение — приложено на единичную площадку сечения, по нормали к сечению (обозначается ). Касательное механическое напряжение — приложено на единичную площадку сечения, в плоскости сечения по касательной (обозначается ). Совокупность напряжений, действующих по различным площадкам, проведенным через данную точку, называется напряженным состоянием в точке. В Международной системе единиц (СИ) механическое напряжение измеряется в паскалях. показана диаграмма для малоуглеродистой стали. Она построена в системе координат F-Δl, где: F - продольная растягивающая сила, [Н]; Δl - абсолютное удлинение рабочей части образца, [мм]  Рис. 1 Диаграмма растяжения стального образца Как видно из рисунка, диаграмма имеет четыре характерных участка: I - участок пропорциональности; II - участок текучести; III - участок самоупрочнения; IV - участок разрушения. 34.Характеристика колебаний, собственные и вынужденные колебания. Колебания — повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы около точки равновесия. Например, при колебаниях маятника повторяются отклонения его в ту и другую сторону от вертикального положения; при колебаниях в электрическом колебательном контуре повторяются величина и направление тока, текущего через катушку. Колебания почти всегда связаны с попеременным превращением энергии одной формы проявления в другую форму. Колебания различной физической природы имеют много общих закономерностей и тесно взаимосвязаны c волнами. Поэтому исследованиями этих закономерностей занимается обобщённая теория колебаний и волн. Принципиальное отличие от волн: при колебаниях не происходит переноса энергии, это, так сказать, «местные» преобразования. |