Закон Гука для упругой деформации. Модуль Юнга
 Скачать 21.2 Kb.
|
|
7. Закон Гука для упругой деформации. Модуль Юнга. Зако́н Гу́ка — утверждение, согласно которому деформация, возникающая в упругом теле (пружине, стержне, консоли, балке и т. д.), пропорциональна приложенной к этому телу силе. Открыт в 1660 году английским учёным Робертом Гуком[1]. Закон Гука выполняется только при малых деформациях. При превышении предела пропорциональности связь между силой и деформацией становится нелинейной. Для многих сред закон Гука неприменим даже при малых деформациях. Сила упругости – это сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение. Деформация – изменение формы или размеров тела, происходящее из-за неодинакового смещения различных частей одного и того же тела в результате воздействия другого тела. Виды деформаций: сжатие, растяжение, изгиб, сдвиг, кручение. Сила упругости – сила, возникающая при деформации любых тел, а также при сжатии жидкостей и газов. Она противодействует изменению формы тел. Мы можем наблюдать несколько видов деформаций: сжатие, растяжение, изгиб, сдвиг, кручение. При деформации растяжения межмолекулярные расстояния увеличиваются. Такую деформацию испытывают струны в музыкальных инструментах, различные нити, тросы, буксирные тросы. При деформации сжатия межмолекулярные расстояния уменьшаются. Под такой деформацией находятся стены, фундаменты сооружений и зданий. При деформации изгиба происходят неординарные изменения, одни межмолекулярные слои увеличиваются, а другие уменьшаются. Такие деформации испытывают перекрытия в зданиях и мостах. При кручении – происходят повороты одних молекулярных слоёв относительно других. Эту деформацию испытывают: валы, витки цилиндрических пружин, столярный бур, свёрла по металлу, валы при бурении нефтяных скважин. Деформация среза тоже является разновидностью деформации сдвига. Роберт Гук установил, что при малых деформациях растяжения или сжатия тела абсолютное удлинение тела прямо пропорционально деформирующей силе. F упр = k ·Δℓ = k · Iℓ−ℓ0I закон Гука. k− коэффициент пропорциональности, жёсткость тела. ℓ0 - начальная длина. ℓ - конечная длина после деформации. Δℓ = I ℓ−ℓ₀ I- абсолютное удлинение пружины.  - единица измерения жёсткости в системе СИ.Модуль Юнга (модуль упругости) — физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации[1]. Назван в честь английского физика XIX века Томаса Юнга. В динамических задачах механики модуль Юнга рассматривается в более общем смысле — как функционалсреды и процесса. В Международной системе единиц (СИ) измеряется в ньютонах на метр в квадрате или в паскалях. Модуль Юнга рассчитывается следующим образом:  где: E — модуль упругости, F — сила, S — площадь поверхности, по которой распределено действие силы, l — длина деформируемого стержня, x — 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.9-Чем обусловлена вязкость жидкости? Что называют динамической вязкостью (вязкостью) жидкости? Вя́зкость (вну́треннее тре́ние) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате макроскопическая работа, затрачиваемая на это перемещение, рассеивается в виде тепла. Твёрдые тела (стекло, металлы, полупроводники, диэлектрики, ферромагнетики)[1] также могут обладать вязкостью, но внутреннее трение в твёрдых телах в силу специфики явления обычно рассматривается отдельно в теории упругости и пластичности. Вязкость чаще всего зависит от давления, температуры. Вязкость жидкостей в общем случае с повышением давления незначительно увеличивается, а с повышением температуры уменьшается. Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно. Динамическая вязкость η (η= „Eta“) - это единица измерения вязкости или вязкотекучести жидкости (жидкость: жидкая, текучая субстанция). Чем выше значение параметра вязкость, тем более тягучая (вязкая) жидкость; чем меньше вязкость, тем он более жидкий (текучий). |