Webhely szakaszok
A szerkesztők választása:
- Pinceszellőzés a garázsban: a végrehajtás szabályai
- A vízkeverő fogantyúja törött
- A szomszéd alaptalanul panaszt tesz nekünk számos esetben: mit tegyünk?
- Modern szecessziós követelmények
- Fiókvezetők
- Design hálószoba klasszikus stílusú háttérkép
- Hogyan lehet maguk szellőzni a lakásban?
- Szörfdeszka - minden a szörfdeszkákról: típus, méret, alak
- Lehet-e vasárnap zajcsökkentést végezni?
- Megőrizzük a látást: a megfelelő fényt
hirdetés
Mi a tavasz meghosszabbítása? További kérdések és feladatok |
A fizikai alaptanfolyamból már tudod, hogy a rugalmas erők a testek deformációjával, azaz alakjuk és (vagy) méretének megváltozásával járnak. A rugalmas erőkkel társított testek deformációja nem mindig észrevehető (erre az alábbiakban lapozunk). Ezért az elasztikus erők tulajdonságait általában rugókkal szemléltetik szemléltetés céljából: alakváltozásuk jól látható a szem számára. Tedd fel a tapasztalatot A teher felfüggesztése a rugóra (15.1 ábra, a). (Feltételezzük, hogy a rugó tömege elhanyagolható.) A rugó nyúlik, vagyis deformálódik. A felfüggesztett terhelést befolyásolja a t gravitáció és a feszített rugó oldalán kifejtett rugalmas erő (15.1. Ábra, b). A rugó deformációja okozza. Newton harmadik törvénye szerint a terhelési oldalon lévő rugót ugyanaz a modulus, de ellentétes irányú erő befolyásolja (15.1. Ábra, c). Ez az erő a terhelés súlya: elvégre ez az az erő, amellyel a test megnyújtja a függőleges tálcát (rugó). A vezérlő erők, amelyekkel a terhelés és a rugó kölcsönhatásba lépnek, Newton harmadik törvénye vonatkoznak, és ezért azonos fizikai természetűek. Ezért a súly is rugalmas erő. (A rakomány rugóoldalán (a rakomány súlya) ható rugalmas erőt a teher deformációja okozza. Ez a deformáció láthatatlan, ha a rakomány súly vagy rúd. Annak érdekében, hogy a rakomány deformációja is észrevehető legyen, teherként egy hatalmas rugót vehetünk: látni fogjuk, hogy nyúlik. ) A rugóra hatva a rakomány súlya meghosszabbítja azt, vagyis az okozza deformációját. (A félreértések elkerülése érdekében ismételten hangsúlyozzuk, hogy a rugót, amelybe a rakomány felfüggeszti, nem a teher gravitációs erő nyújtja, hanem a teher oldaláról a rugóra kifejtett rugalmas erő (teher súlya).) Ebben a példában azt látjuk, hogy a rugalmas erők a testek rugalmas deformációjának következményei és okai: 1. A 15.1. Ábrán ábrázolt erők közül melyik A test deformációja mindig észrevehető? Mint már említettük, az elasztikus erők „alattomos” tulajdonsága az, hogy a velük társult test deformációja messze nem mindig észlelhető. Tedd fel a tapasztalatot Az asztal deformációja a rajta fekvő alma súlya miatt a szem számára láthatatlan (15.2. Ábra). Ennek ellenére: csak az asztal deformációjából adódó rugalmasságának köszönhetően tartja az almát! Az asztal deformációja szellemes tapasztalatok segítségével kimutatható. A 15.2. Ábrán a fehér vonal vázlatosan jelzi a fénysugár menetét, amikor az asztalon nincs alma, és a sárga vonalak jelzik a fénysugár menetét, amikor az alma az asztalon van. 2. Vizsgálja meg a 15.2. Ábrát, és magyarázza el, miért tett észre az asztal deformációját. Néhány veszély abban rejlik, hogy anélkül, hogy észrevennénk a deformációt, nem veszi észre a hozzá kapcsolódó rugalmas erőt! Tehát bizonyos feladatok körülményei között megjelenik egy „meghosszabbíthatatlan szál”. Ezek a szavak azt jelentik, hogy elhanyagolható csak a szál feszültsége (növekszik annak hossza), de nem szabad elhanyagolni a szálra kifejtett vagy a szál oldalán fellépő rugalmas erõket. Valójában nincsenek „teljesen meghosszabbíthatatlan szálak”: a pontos mérések azt mutatják, hogy bármely szál legalább kissé meg van feszítve. Például, ha a fentebb leírt kísérletben egy rugóból felfüggesztett teherrel (lásd a 15.1. Ábrát) a rugót egy „meghosszabbíthatatlan menet” helyettesíti, akkor a terhelés súlya alatt a szál meg fog húzódni, bár deformációja láthatatlan lesz. Következésképpen az összes tekinthető rugalmas erő jelen lesz. A rugóerő szerepét a menet mentén irányított menetfeszítő erő fogja játszani. 3. Rajzolja meg a 15.1. Ábra szerinti rajzokat (a, b, c), a rugót pótolhatatlan menettel cserélve. Jelölje meg a rajzokon a menetet és a terhet befolyásoló erőket. 4. Két ember egymással ellentétes irányba húzza a köteleket 100 N erővel. A rugalmas erők jellegeAz elasztikus erőket a testet alkotó részecskék (molekulák vagy atomok) kölcsönhatásának erői okozzák. Ha a test deformálódik (a méret vagy az alak megváltozik), a részecskék közötti távolság megváltozik. Ennek eredményeként erők lépnek fel a részecskék között, amelyek hajlamosak a testet deformálatlan állapotba visszatérni. Ez a rugalmasság erő. 2. Hooke törvényeTedd fel a tapasztalatot Azonos súlyokat akasztjuk a rugóval. Megfigyeljük, hogy a rugó meghosszabbodása arányos a súlyok számával (15.3. Ábra). Ez azt jelenti a rugó alakváltozása közvetlenül arányos a rugalmas erővel. Jelölje meg a rugó alakváltozását (megnyúlását) x \u003d l - l 0, (1) ahol l a deformált rugó hossza, és l 0 az deformálatlan rugó hossza (15.4. ábra). Amikor a rugó meg van feszítve, x\u003e 0, és a rugóerő kivetítése az F x rugó oldalára hat< 0. Следовательно, F x \u003d –kx. (2) A képlet mínuszjele emlékeztet arra, hogy a deformált test által kifejtett rugalmas erő ellentétes ennek a testnek a deformációjával: egy meghosszabbított rugó hajlamos összenyomódni, és egy összenyomott rugó hajlamos nyújtásra. A k együtthatót nevezzük rugós merevség. A merevség a rugó anyagától, méretétől és alakjától függ. A merevségi egység 1 N / m. A (2) relációt hívjuk hooke törvénye Robert Hooke angol fizikus tiszteletére, aki felfedezte ezt a mintát. A Hooke törvény nem túl nagy deformációra érvényes (az megengedett deformáció nagysága attól az anyagtól függ, amelyből a test készül). A (2) képlet azt mutatja, hogy az F rugalmassági modulus az x deformációs modulussal függ össze Ebből a képletből következik, hogy az F (x) függőség grafikonja egy egyenes vonalszakasz, amely áthalad az eredetnél. 5. A 15.5. Ábra három rugalmas rugó esetén mutatja be az elasztikus modulus és a deformációs modulus függőségének grafikonjait. 6. Milyen tömeget kell felfüggeszteni egy rugóból, amelynek merevsége 500 N / m, hogy a rugóhosszabbítás 3 cm legyen? Fontos megkülönböztetni az x rugóhosszabbítást az l hosszától. A különbséget az (1) képlet mutatja. 7. Ha egy 2 kg súlyú teher felfüggesztésre kerül egy rugóból, annak hossza 14 cm, és amikor 4 kg súlyú rakomány felfüggesztésre kerül, a rugó hossza 16 cm. 3. rugós csatlakozásSoros kapcsolatVegyünk egy rugót k merevséggel (15.6. Ábra, a). Ha erővel feszíti (15.6. Ábra, b), akkor annak meghosszabbítását a képlet fejezi ki
Keresse meg a merevséget két sorosan csatlakoztatott rugó rendszere után. Ha erővel meghúzza a rugórendszert, akkor minden rugó rugóereje megegyezik a modulo F-vel. A rugórendszer teljes megnyúlása 2x lesz, mivel minden rugót x-vel meghosszabbítanak (15.6. Ábra, d). ezért k utolsó \u003d F / (2x) \u003d ½ F / x \u003d k / 2, ahol k az egyik rugó merevsége. Így két azonos sorozathoz csatlakoztatott rugó rendszerének merevsége kétszer kisebb, mint azok mindegyikének merevsége. Ha a különböző merevségű rugók sorba vannak kapcsolva, akkor a rugók rugalmas erői azonosak lesznek. És a rugórendszer teljes megnyúlása megegyezik a rugók megnyúlásának összegével, amelyek mindegyike Hooke törvénye alapján kiszámítható. 8. Bizonyítsa be, hogy két rugó soros csatlakoztatásakor 9. Mekkora a két rugóból álló rendszer merevsége, sorosan összekapcsolva, 200 N / m és 50 N / m merevséggel? Ebben a példában a két sorosan csatlakoztatott rugó rendszer merevsége kisebb volt, mint az egyes rugók merevsége. Ez mindig így van? 10. Bizonyítsa be, hogy a két sorosan csatlakoztatott rugó rendszer merevsége kisebb, mint a rendszert alkotó rugók merevsége. Párhuzamos kapcsolatA bal oldali 15.7. Ábra párhuzamosan csatlakoztatott azonos rugókat mutat. 11. Bizonyítsuk be, hogy k pár \u003d 2k. Tip. Lásd a 15.7. Ábrát. Tehát a párhuzamosan csatlakoztatott két azonos rugó rendszerének merevsége kétszer nagyobb, mint azok mindegyikének merevsége. 12. Bizonyítsa be, hogy két rugó párhuzamos csatlakozásával, merevséggel k 1 és k 2 k pár \u003d k 1 + k 2. (5) Tip. Ha a rugókat párhuzamosan csatlakoztatják, akkor meghosszabbításuk azonos, és a rugórendszer oldalán működő rugalmas erő megegyezik a rugalmas erők összegével. 13. Két rugó, amelyek merevsége 200 N / m és 50 N / m, párhuzamosan kapcsolódik. Mekkora a két rugórendszer merevsége? 14. Bizonyítsuk be, hogy a párhuzamosan csatlakoztatott két rugó rendszer merevsége nagyobb, mint a rendszert alkotó bármely rugó merevsége. További kérdések és feladatok15. Rajzolj egy grafikont a rugalmassági modulus függőségének a meghosszabbodásától egy 200 N / m merevségű rugóhoz. 16. Egy 500 g súlyú kocsit 300 N / m merevségű rugóval húzzák az asztalon vízszintes erővel. A kocsi kerekei és az asztal közötti súrlódás figyelmen kívül hagyható. Mi a rugó meghosszabbítása, ha a kocsi 3 m / s 2 gyorsulással mozog? 17. Az m tömegű teher felfüggesztésre kerül egy k merevségi rugóból. Mi a rugó meghosszabbítása, amikor a terhelés nyugalomban van? 18. A k merevségű rugót felére vágták. Mekkora az egyes kialakított rugók merevsége? 19. A k merevségű rugót három egyenlő részre vágták és párhuzamosan kötötték össze. Mekkora a kapott rugórendszer merevsége? 20. Bizonyítsuk be, hogy ugyanazon sorosan csatlakoztatott rugók merevsége n-szer kisebb, mint egy rugó merevsége. 21. Bizonyítsuk be, hogy n párhuzamosan csatlakoztatott azonos rugó merevsége n-szer nagyobb, mint egy rugó merevsége. 22. Ha két rugót párhuzamosan csatlakoztatnak, a rugórendszer merevsége 500 N / m, és ha ugyanazokat a rugókat sorosan csatlakoztatják, akkor a rugórendszer merevsége 120 N / m. Mi az egyes rugók merevsége? 23. A sima asztalon elhelyezett blokkot függőleges ütközőkhöz rugók rögzítik, amelyek merevsége 100 N / m és 400 N / m (15.8. Ábra). Kezdeti állapotban a rugók nem deformálódnak. Mi lesz a rudat befolyásoló elasztikus erő, ha azt 2 cm-re jobbra tolják? 3 cm-re balra? 1 . Milyen típusú alakváltozást tapasztalunk terhelés alatt: a) a pad lába; b) pad ülés; c) feszült gitár húr; d) csavaros húsdaráló; e) fúró; 2 . Milyen deformáció (rugalmas vagy műanyag) van, amikor figurákat agyagból, gyurmából készít? 3 . A vezeték hossza terhelés alatt 5,40 m-rel 5,42 m-re lett meghosszabbítva. Határozzuk meg a huzal abszolút meghosszabbítását. 4 . 3 cm abszolút meghosszabbítás mellett a rugó hossza 27 cm-rel lett azonosítva. Határozzuk meg a kezdeti hosszát, ha a rugó: a) nyújtva; 5 . A 40 cm hosszú huzal abszolút meghosszabbodása 2,0 mm. Határozza meg a huzal meghosszabbítását. 6 . A rudak abszolút és relatív megnyúlása 1 mm, illetve 0,1%. Határozzuk meg a deformálatlan rúd hosszát? 7 . Ha a rudat 4,0 cm2 keresztmetszettel deformálják, a rugalmas erő 20 kN. Határozza meg az anyag mechanikai feszültségét. 8 . Határozzuk meg a rugalmassági modulust egy deformált rúdban, amelynek területe 4,0 cm 2, ha 1,5 · 10 8 Pa mechanikai feszültség lép fel. 9 . Keresse meg a 0,001 meghosszabbítású acélkábel mechanikai feszültségét. 10 . Alumíniumhuzal húzásakor 35 MPa mechanikai feszültség keletkezett benne. Keresse meghosszabbítást. 11 . Mi a rugó merevségi tényezője, amelyet 10 cm-rel meghosszabbítunk 5,0 H rugalmas erővel? 12 . Meddig hosszú a rugó 100 N / m merevséggel, ha a rugalmas erő 20 N? 13 . Határozza meg a maximális erőt, amelyet egy acélhuzal képes ellenállni 5,0 mm 2 keresztmetszettel. 14 . Az ember sípcsontja 50 kN nyomóerőt képes ellenállni. Tekintettel arra, hogy az emberi csont ereje 170 MPa, becsülje meg a sípcsont átlagos keresztmetszetét. szint B1 . Melyik izzó képes kibírni nagyobb nyomást kívülről - kerek vagy lapos fenekű? 2 . Miért van a kerékpár váz üreges csövekből, nem tömör rudakból? 3 . A sajtolás során az alkatrészeket előmelegítik (meleg sajtolás). Miért csinálják ezt? 4 . Jelölje meg a testekre ható rugalmas erők irányát a megjelölt pontokban (1. ábra). Ábra. 1 5 . Miért nincs táblázat a test merevségi együtthatójára? k, pl. 6 . Melyik téglalapításnál (2. ábra) a tégla alja sok stressz alatt lesz? 7 . A rugalmas erő változó erő: pontonként változik, miközben megnyúlik. És hogyan viselkedik az erõ által okozott gyorsulás? 8 . Az egyik végén rögzített 2,0 mm átmérőjű huzalból 10 kg súlyt felfüggesztünk. Keresse meg a huzal mechanikai feszültségét. 9 . Két függőleges huzalhoz ugyanazokat a függőleges súlyokat rögzítettük, amelyek átmérője háromszor különbözik egymástól. Hasonlítsa össze a bennük felmerülő feszültségeket. 10 . Ábrán A 3. ábra egy beton rakásban fellépő feszültség függőségének függvényét ábrázolja. Keresse meg a beton rugalmassági modulusát. 11 . Egy 10 m hosszú drótot, amelynek keresztmetszeti területe 0,75 mm 2, 100 N erővel történő szakítóképesség mellett, 1,0 cm-rel meghosszabbítottuk. Határozzuk meg a Young modulusát a huzal anyagához. 12 . Milyen erővel kell meghosszabbítani egy 1 m hosszú rögzített acélhuzalt 0,5 mm 2 keresztmetszettel, hogy meghosszabbítsa azt 3 mm-rel? 13 . Határozzuk meg a 4,2 m hosszú acélhuzal átmérőjét úgy, hogy 10 kN hosszanti húzóerővel annak abszolút meghosszabbítása 0,6 cm? 14 . A grafikonon határozza meg a test merevségi együtthatóját (4. ábra). 15 . A gumi köteg hosszának változása és az erre gyakorolt \u200b\u200berő függésének grafikonjából keresse meg a köteg merevségét (5. ábra). 16 . Készítsen egy diagramot egy deformált rugóban fellépő elasztikus erő függőségéről F kontroll \u003d f(Δ l), a rugó merevsége 200 N / m-ig. 17 . Készítsen egy ábrát a rugó nyúlásának és az alkalmazott erő Δ függvényében l = f(F), ha a rugósebesség 400 N / m. 18 . A rugó rugalmas erőének kivetítésére vonatkozó Hooke-törvénynek meg van a formája F x = –200 x. Mekkora a rugalmas erő kivetítése, ha a rugót egy nem alakított állapotból kinyújtják, a rugó végének a tengelyre történő mozgásának vetülete X 10 cm? 19 . Két fiú egy gumiszalagot nyújt, és a végére rögzíti a dinamométereket. Amikor a hevedert 2 cm-rel meghosszabbították, a dinamométerek egyenként 20 N erőt mutattak. Mit mutatnak a dinamométerek 6 cm-es vonókötél húzásakor? 20 . Két, egymáshoz csatlakoztatott, azonos hosszúságú rugót szabad kezükkel kihúznak a kezükkel. A 100 N / m merevségű rugót 5 cm-rel meghosszabbítottuk. Mekkora a második rugó merevsége, ha nyúlása 1 cm? 21 . A rugó hosszát 6 cm-rel megváltoztatta, amikor 4 kg-os teher felfüggesztette. Mennyit változtatna meg hosszában 6 kg súlyú rakomány hatására? 22 . Két azonos merevségű, 1 és 2 m hosszú huzalon ugyanazok a terhek vannak felfüggesztve. Hasonlítsa össze az abszolút vezetékhosszabbításokat. 23 . A nejlon horgászvezeték átmérője 0,12 mm, a törési terhelés 7,5 N. Keresse meg ennek a nejlonnak a szakítószilárdságát. 24 . Melyik legnagyobb keresztmetszeti átmérőn szakad meg egy acélhuzal 7850 N erő alatt? 25 . A 10 kg súlyú csillárt fel kell függeszteni egy huzalra, amelynek keresztmetszete legfeljebb 5,0 mm2. Milyen anyagot kell venni a huzalból, ha ötszörös biztonsági határértéket kell biztosítani? szint C1. Ha egy függőlegesen elhelyezett próbapadhoz egy 200 g súlyú fából készült rudat csatolnak, akkor a próbapad leolvasása az 1. ábrán látható módon történik. Határozza meg a gyorsulást, amellyel ugyanaz a tömb mozogni kezd, ha azt meghúzzák, hogy a rugó további 2 cm-rel meghosszabbodjon, majd engedje el a bárban. Többször használtuk a próbapadot - egy eszközt az erők mérésére. Most megismerjük azt a törvényt, amely lehetővé teszi számunkra, hogy az erőket dinamométerrel mérjük, és meghatározzuk annak méretarányát. Ismeretes, hogy erők hatására felmerül a testek deformációja - alakjuk és / vagy méretük megváltozása. Például agyagból vagy agyagból divatosíthat tárgyat, amelynek alakja és mérete megmarad, miután eltávolítottuk a kezünket. Az ilyen alakváltozást műanyagnak nevezzük. Ha azonban a kezünk deformálja a rugót, akkor amikor eltávolítjuk, kétféle lehetőség lehetséges: a rugó teljesen helyreállítja alakját és méretét, vagy a rugó megtartja az állandó deformációt. Ha a test visszaállítja az alak és / vagy méretek, amelyek a deformáció előtt voltak, akkor rugalmas deformáció. A testben ebben az esetben fellépő erő rugalmas erő engedelmeskedik Hooke törvénye: Mivel a test meghosszabbítását a Hooke törvény módosítása tartalmazza, ez a törvény nem csak a feszültségben, hanem a testek összenyomásakor is érvényes lesz. A kísérletek azt mutatják: ha a test meghosszabbodása kicsi a hosszához képest, akkor a deformáció mindig rugalmas; ha a test meghosszabbodása nagy a hosszahoz képest, akkor általában deformáció lesz műanyag vagy akár törés. Néhány test, például az íny és a rugók azonban rugalmasan deformálódnak, még akkor is, ha hosszukban jelentősen megváltozik. Az ábra a próbapad rugójának több mint kétszeres meghosszabbítását mutatja. A merevségi együttható fizikai jelentésének tisztázása céljából azt a törvény képletéből fejezzük ki. Megkapjuk a rugalmassági modulus és a test meghosszabbítási modulusának arányát. Visszahívás: bármelyik arány megmutatja, hogy a számláló hány egysége van a nevező egységében. ezért a merevségi együttható az elasztikusan deformált testben fellépő erőt mutatja, ha hosszát 1 m-rel megváltoztatják.
A kezdeti rugóhosszabbítás A /. Hogyan lehet változtatni A csúszó súrlódási erő függőségének vizsgálata során Az ábra az 1. ábrán elvégzett folyamat grafikonját mutatja A 10 A13 |
Olvasd el: |
---|
új
- Kis konyha kialakítása
- Hálózsák kiválasztása
- Tűzhelyes téli sátrak tervezési jellemzői
- Padlójavítás a lakásban: a padló teljes és részleges cseréje
- Hogyan készítsünk treshkát egy kétrészes mellényből?
- A csaptelep zuhanyzós fürdőszobájának készüléke - javítás
- Ha a szomszédok zaja zavarja (feljegyzés)
- Miért lehet otthon szükség a vízállóság mérésére?
- Átalakítás "Hruscsov" kopeck darab majdnem három rubelben
- Csináld magad háttérkép