Embedded Files
Якщо на тіло не діють інші тіла, воно зберігає свою швидкість сталою. Відповідно, щоб тіло змінило свою швидкість, необхідний вплив іншого тіла.
До того ж практичний досвід підтверджує, що вплив одного тіла на інше не може бути одностороннім — обидва тіла діють одне на одне, як кажуть, — взаємодіють.
Дію тіл одне на одне називають взаємодією тіл.
Усі тіла так чи інакше пов’язані між собою і діють одне на одне або безпосередньо (під час контакту одне з одним), або через різні поля.
Сила — це міра взаємодії тіл. Як ви уже бачили на дослідах, вона може бути більшою або меншою, тобто мати різні числові значення. Отже, сила — фізична величина, і її можна виміряти.
Силу позначають літерою F. Основною одиницею сили є ньютон (1 Н). Цю одиницю названо на честь англійського вченого Ісаака Ньютона.
Наслідком дії на тіло сили може бути як зміна швидкості його руху, так і деформація тіла. Наприклад, якщо штовхнути м’ячик, то він почне рухатись, а деякі його частини під час поштовху змістяться одні відносно інших — м’ячик деформується.
Деформація — зміна форми та (або) розмірів тіла.
Деформація — інший наслідок взаємодії тіл.
За тим, як саме частини тіла зміщуються одна відносно одної, розрізняють деформації розтягнення, стиснення, вигину, кручення, зсуву.
Розрізняємо пружні та пластичні деформації.
Деформації, які повністю зникають після припинення дії на тіло зовнішніх сил, називають пружними.
Деформації, які зберігаються після припинення дії на тіло зовнішніх сил, називають пластичними.
Сила пружності (сила реакції опори, натягу нитки) розподілена по всьому тілу і залежить від його деформації.
Для пружних деформацій розтягу (стиску) англійським ученим Р. Гуком у 1660 р. експериментально був встановлений закон, який названо його ім’ям. На малюнку подані результати досліду щодо вивчення залежності видовження пружини від величини прикладеної сили.
Закон Гука: сила пружності, яка виникає під час пружної деформації тіла, прямо пропорційна видовженню тіла (Δl) і напрямлена в бік, протилежний до напряму переміщень частинок тіла під час деформації.
Fпр = -kΔl. Знак «-» показує, що напрям сили пружності протилежний напряму зміщення краю деформованого тіла.
Жорсткість тіла можна визначити, скориставшись законом Гука:
Одиниця жорсткості в CI — ньютон на метр:
Жорсткість — це характеристика тіла, тому вона не залежить ані від сили пружності, ані від видовження. Жорсткість залежить від форми та розмірів тіла, а також від матеріалу, з якого тіло виготовлене.
Прилад для вимірювання сили називається динамометром.
Основною його частиною являється сталева пружина, видовження якої в результаті деформації характеризує значення діючої сили.
Розглянемо принцип дії динамометра. Саме слово «динамометр» грецького походження і в перекладі означає «силомір». Пружина динамометра у верхній частині закріплена. У нижній частині вона має спеціальний індикатор (стрілку), який показує видовження пружини під дією розтягуючої сили.
Динамометри за своїм зовнішнім виглядом і конструкцією бувають різними. Проте принцип їхньої дії, у тому числі й медичного силоміра, однаковий: у них використовується пряма пропорційна залежність величини деформації пружини від величини прикладеної сили.
Перевір себе
Перевір себе
Запитання для самоперевірки
Запитання для самоперевірки
1. Який фізичний зміст поняття «сила»?
2. Як ви розумієте вираз: «Сила є мірою взаємодії тіл»?
3. Що приймають за одиницю сили?
4. Унаслідок чого з’являється сила пружності? Яка природа цієї сили?
5. Що таке деформація? За яких умов виникають деформації тіл?
6. Яку деформацію називають пружною, а яку — пластичною? Назвіть види деформації.
7. Як формулюється і записується закон Гука? Що означає знак «мінус» у формулі закону Гука?
Учимося розв’язувати задачі
Учимося розв’язувати задачі
1. Діючи на пружину силою 40 Н, учень розтягнув її на 8 см. Визначте жорсткість пружини. Яку силу треба прикласти учневі, щоб розтягти ту саму пружину ще на 6 см? Деформацію пружини вважайте малою пружною.
2. Пружина в розтягнутому стані має довжину 12 см. Якою є довжина недеформованої пружини, якщо видовження дорівнює 20 мм?
3. Жорсткість пружини становить 20 Н/м. Яку силу потрібно прикласти до пружини, щоб розтягти її на 0,1 м?
4. У кожному випадку за даними щодо сили пружності та видовження пружини визначте жорсткість пружини: а) Fпруж = 10 Н, x = 0,2 м; б) Fпруж = 3 кН, x = 0,15 м; в) Fпруж = 2,1 Н, x = 3,5 мм.
5. Скориставшись законом Гука, знайдіть значення фізичних величин (Fпруж, k або х): a) x = 2 см, Fпруж = 13 Н; б) k = 2 Н/см, x = 4 мм; в) Fпруж = 1,8 кН, k = 600 Н/м.
6. У разі стиснення пружини на 7 см виникає сила пружності 2,8 кН. Яка сила виникне в разі стиснення цієї пружини на 4,2 мм?
Лабораторна робота № 8 «Дослідження пружних властивостей тіл»
Лабораторна робота № 8 «Дослідження пружних властивостей тіл»
Page updated
Google Sites
Report abuse