Билет № 6 Упругие деформации. Закон Гука.

Деформацией называют изменение формы, размеров или объема тела. Деформация может быть вызвана действием на тело приложенных к нему внешних сил.

Деформации, полностью исчезающие после прекращения действия на тело внешних сил, называют упругими, а деформации, сохраняющиеся и после того, как внешние силы перестали действовать на тело, - пластическими.

Различают деформации:

1. Растяжения.

2. Сжатия (одностороннего или всестороннего).

3. Изгиба.

4. Кручения.

5. Сдвига.

При деформациях твердого тела его частицы (атомы, молекулы, ионы), находящиеся в узлах кристаллической решетки, смещаются из своих положений равновесия. Этому смещению противодействуют силы взаимодействия между частицами твердого тела, удерживающие эти частицы на определенном расстоянии друг от друга. Поэтому при любом виде упругой деформации в теле возникают внутренние силы, препятствующие его деформации.

Деформации, при которых тело способно вернуться в первоначальное состояние, называются упругими. Деформации, при которых силы упругости не возвращают тело в первоначальное состояние, называются пластичными.

Силы, возникающие в теле при его упругой деформации и направленные против направления смещения частиц тела, вызываемого деформацией, называют силами упругости. Силы упругости действуют в любом сечении деформированного тела, а также в месте его контакта с телом, вызывающим деформации. В случае одностороннего растяжения или сжатия сила упругости направлена вдоль прямой, по которой действует внешняя сила, вызывающая деформацию тела, противоположно направлению этой силы и перпендикулярно поверхности тела. Природа упругих сил электрическая.

Связь между силой упругости и упругой деформацией тела (при малых деформациях) была экспериментально установлена современником Ньютона английским физиком Гуком.

Закон Гука для одностороннего растяжения (сжатия) формулируют так:

Cила упругости, возникающая в теле при упругой деформации, прямо пропорциональна величине его абсолютного удлинения: F = -kx ;

где F - сила упругости; х - удлинение (деформация) тела; k - коэффициент пропорциональности, зависящий от размеров и материала тела, называемый жесткостью.

Жесткость пружины численно равна силе, которую надо приложить к упруго деформируемому образцу, чтобы вызвать его единичную деформацию. Единица жесткости в СИ - ньютон на метр (Н/м).

Следует иметь в виду, что закон Гука выполняется только при малых деформациях. При превышении предела пропорциональности связь между напряжениями и деформациями становится нелинейной. Для многих сред закон Гука неприменим даже при малых деформациях.

Билет № 15 Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона.

Элементарные частицы могут иметь эл. заряд, тогда они называются заряженными. Они взаимодействуют друг с другом с силами, которые зависят от расстояния между частицами, но превышают во много раз силы взаимного тяготения (это взаимодействие называется электромагнитным).

Электрический заряд — это физическаяскалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии; определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий. Впервые электрический заряд был введён в законе Кулона в 1785 году. Существует 2 знака электрических зарядов: положительный и отрицательный.

Частицы с одноименными зарядами отталкиваются, с разноименными - притягиваются.

Протон имеет положительный заряд, электрон - отрицательный, нейтрон - электрически нейтрален.

Замкнутая система — система частиц, в которую не входят извне и не выходят наружу заряженные частицы.

Взаимодействие двух покоящихся точечных зарядов определяет основной закон электростатики – закон Кулона. Этот закон экспериментально установил в 1785 году французский физик Шарль Огюстен Кулон.

Закон Кулона — сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Точечный заряд – это электрический заряд, когда размер тела, на котором этот заряд сосредоточен, намного меньше расстояния между заряженными телами. Если у двух тел есть электрические заряды, то они взаимодействуют по закону Кулона.

Единица электрического заряда 1 Кл - заряд, проходящий за 1 секунду через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. 1 Кл - очень большой заряд.

Элементарный заряд:

Коэффициент пропорциональности:

Электрическая постоянная:

ε₀ = 8,85 * 10^-12 Кл/Н*м²