Презентация к уроку "Сила упругости. Закон Гука"

Сила упругости

• Цель:

Связь между деформацией и силой упругости.

• Задачи:

• Объяснить возникновение силы упругости.
• Рассказать о видах деформации.
• Сформулировать закон Гука.

Условия возникновения силы упругости - деформация

Под деформацией понимают изменение объема или формы тела под действием внешних сил

Причины деформации

При изменении расстояния между атомами изменяются силы взаимодействия между ними, которые стремятся вернуть тело в исходное состояния. Поэтому силы упругости имеют электромагнитную природу.

Виды деформаций

Упругие – исчезают после прекращения действия внешних сил:

Пластические – не исчезают после прекращения действия внешних сил

Примеры деформаций

Растяжения и сжатия

Сдвига

Изгиба

Кручения

Основные типы упругой деформации

Растяжение и сжатие

Основные типы упругой деформации

Сдвиг

Основные типы упругой деформации

Изгиб – сочетание растяжения и сжатия

Основные типы упругой деформации

Кручение – сводится к сдвигу

Позвоночник человека испытывает при утренней зарядке

изгиб

растяжение

сдвиг

сжатие

кручение

F упр

Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела и направленная противоположно направлению смещения частиц при деформации

mg

Частные случаи проявления силы упругости

Сила упругости, которая возникает при натяжении подвеса (нити) называется силой натяжения нити и направлена вдоль нити (троса и т. п.)

Сила натяжения приложена в точке контакта

Частные случаи проявления силы упругости

Сила упругости, которая возникает при действии опоры на тело, называется

силой реакции опоры

и направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения тел

Направление силы упругости: противоположно направлению перемещения частиц при деформации

• возникает при деформации, одновременно у двух тел, участвующих в деформации;
• перпендикулярно деформируемой поверхности
• противоположна по направлению смещению частиц тел

L

2L

L

16

Зависимость удлинения пружины от приложенной силы

Был открыт Робертом Гуком в 1676 году.

Сила упругости, возникающая в теле при упругих деформациях, прямо пропорциональна его удлинению.

где k – жёсткость пружины [ Н/м ] ,

х – удлинение тела [ м ] .

16

Для каждой ситуации

В упругой деформации

Закон везде один:

Все силы, как и водится,

В пропорции находятся

К увеличенью длин.

А если при решении

У длин есть уменьшение,

Закон и тут закон:

Пропорции упрямые

Прямые (те же самые),

Но знак у них сменен.

Ну что это за мука:

Закон запомнить Гука!

Но мы пойдем на риск,

Напишем слева силу,

А справа, чтобы было

Знак «минус», « k » и « L ».

F = - kx

F, H

0

x, м

График зависимости силы упругости от удлинения

16

Что называется жесткостью тела?

Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела, а также от материала. Он численно равен силе упругости при растяжении тела на 1 м.

Динамометр

В пределах применимости закона Гука пружины способны сильно изменять свою длину. Поэтому их часто используют для измерения сил. Пружину, растяжение которой проградуировано в единицах силы, называют динамометром

Деформации в жизни

Деформации в жизни

Силы упругости работают в технике и природе: в часовых механизмах, в амортизаторах на транспорте, в канатах и тросах, в человеческих костях и мышцах т.д.