1-й семестр

МЕХАНИКА

2. Динамика

Урок 11/31

Тема. Деформация тел. Виды деформации

Цель урока: ознакомить учащихся с видами деформаций

Тип урока: Изучение нового материала

План урока

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

1. Деформация

Деформации возникают потому, что разные части тела движутся по-разному. Если бы все части тела двигались одинаково, тело всегда сохраняло бы свою первоначальную форму и размеры, т.е. оставалось бы недеформируемым.

Ø Деформация - это изменение формы и размеров тела под действием внешних сил.

Рассмотрим несколько примеров.

1). Возьмем мягкую резинку для карандаша и нажмем на нее пальцем.

Палец нажимает на резинку, перемещает верхние слои резинки; нижний слой, что находится на столе, остается неподвижным, потому что сталкивается с гораздо тверже резинку поверхностью стола. Различные части резинки смещаются по-разному, и резинка меняет свою форму: возникает деформация. Деформированная резинка действует на дотикальні с ней тела с определенной силой. Палец четко ощущает давление резинки. Если палец убрать, резинка приобретет былой формы.

2). Возьмем мягкую цилиндрическую пружину и медленно опустим ее одним краем на стол. Пружина окажется сжатой.

Происходит эта деформация так: после того, как нижний виток пружины коснулся поверхности стола, этот виток прекращает двигаться, верхние же витки пружины продолжают опускаться и приближаются к нижних витков; пружина сжимается, и появляются силы упругости; движение верхних витков прекращается лишь тогда, когда сила упругости, возникшая в результате сжатия, в любом месте пружины будет действовать на более высокие витки с силой, равной их весу. Но для этого витки пружины должны быть сжаты тем сильнее, чем ниже они расположены, потому что сила упругости, действующая с их стороны, должно уравновешивать вес большего числа витков.

2. Деформации растяжения и сжатия

По характеру смещения частиц тела относительно друг друга различают следующие виды деформаций: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение, изгиб.

Наиболее простым видом деформации является деформация растяжения и деформация сжатия.

Если к однородному, закрепленного с одного конца стержня приложить силу вдоль его оси в направлении от стержня, то он подвергается деформации растяжения. Деформацию растяжения испытывают тросы, канаты, цепи в подъемных устройствах, стяжки между вагонами и т.д. Если на закрепленный стержень подействовать силой вдоль его оси в направлении к стержню, то он испытывает сжатие. Деформации сжатия испытывают столбы, колонны, стены, фундаменты домов и др. Вследствие растяжения или сжатия изменяется площадь поперечного сечения тела.

Деформации растяжения и сжатия характеризуются абсолютным и относительным удлинением.

Ø Абсолютное удлинение - это физическая величина, которая равна изменению длины тела вследствие деформации растяжения или сжатия.

Абсолютное удлинение обозначают Δl и вычисляют по формуле: Δl = l - l0, где l0 - начальная длина тела, а l - длина деформированного тела.

Очевидно, что в случае деформации растяжения Δl > 0, а в случае деформации сжатия Δl 0.

Ø Относительное удлинение - это физическая величина, равная отношению абсолютного удлинения к начальной длине тела.

Относительное удлинение обозначается является и исчисляется по формуле:

В случае деформации растяжения ε > 0, а в случае деформации сжатия ε 0.

3. Упругие и неупругие деформации

Растянем пружину, а потом отпустим ее. Если пружина после деформации полностью восстанавливает свои размеры и форму, то такая деформация является упругой.

Ø Деформации, которые полностью исчезают после прекращения действия на тело внешних сил, называют упругими.

Если взять в руки пластилиновый брусок и сжать его, то пластилин так и останется деформированным после прекращения действия силы. Такие деформации называют непружними (пластическими).

Деформации, которые сохраняются и после того, как внешние силы перестают действовать на тело, называются пластическими.

Вещества, у которых упругая деформация заметно переходит в пластическую только в течение длительного времени (годы!), называют упругими веществами. Примерами упругих веществ является сталь, стекло. Вещества, у которых упругая деформация заметно переходит в пластическую течение короткого времени (секунды, доли секунды), называют пластическими веществами. Примеры: свинец, воск и т.д.

Вопрос к ученикам во время изложения нового материала

1. Когда могут возникать деформации?

2. Что служит причиной деформации?

3. При каких условиях может возникать деформация растяжения? деформация сжатия?

4. С помощью каких физических величин можно охарактеризовать деформации сжатия и растяжения?

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры деформаций сжатия; деформаций растяжения.

2. Приведите примеры упругих деформаций.

3. Приведите примеры пластических деформаций.

Что мы узнали на уроке

• Деформация - это изменение формы и размеров тела под действием внешних сил.

• Абсолютное удлинение - это физическая величина, которая равна изменению длины тела вследствие деформации растяжения или сжатия:

• Относительное удлинение - это физическая величина, равная отношению абсолютного удлинения к начальной длине тела:

Деформации, которые полностью исчезают после прекращения действия на тело внешних сил, называют упругими.

• Деформации, которые сохраняются и после того, как внешние силы перестают действовать на тело, называются пластическими.

Домашнее задание

1. П.: § 25.

2. 36.: № 8.13; 8.20; 8.23; 8.24.