- •Міністерство аграрної політики України Житомирський національний агроекологічний університет
- •Вступ до практикуму
- •Що включає самостійна домашня підготовка?
- •Як отримати дозвіл на виконання роботи?
- •Виконання роботи та фіксування результатів вимірювання
- •Як правильно оформити звіт?
- •Звіт має містити такі складові елементи:
- •Як захистити роботу?
- •1. Фізичні виміри, запис і обробка результатів вимірювань
- •Виміри і їх похибки
- •Обробка результатів при прямих вимірах
- •Обробка результатів непрямих вимірів
- •Запис результатів
- •Зображення експериментальних результатів на графіках
- •2. Лабораторна робота № 1 вивчення законів динаміки обертального руху Основні поняття кінематики і динаміки поступального руху твердого тіла
- •Основні поняття кінематики і динаміки обертального руху
- •Поняття про момент інерції
- •Основний закон динаміки обертального руху
- •Співставлення поступального та обертального рухів
- •Опис лабораторної установки
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •1. Визначення моменту інерції тягарця
- •2. Експериментальна перевірка основного закону динаміки обертального руху
- •Контрольні запитання
- •3. Лабораторна робота № 2 вивчення пружних властивостей твердих тіл Сили пружності у твердих тілах
- •Деформація розтягу і стиску
- •Деформація зсуву
- •Пружні властивості реальних тіл
- •Теорія методу і опис лабораторної установки
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •4. Лабораторна робота №3 Вивчення хвильових процесів Поширення механічних коливань у пружному середовищі
- •Рівняння біжучої хвилі
- •Швидкість звуку у газах
- •Стоячі хвилі
- •Експериментальна установка
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Визначення довжини біжучої хвилі у повітрі в замкнутому середовищі
- •Визначення швидкості біжучої хвилі
- •Визначення теоретичного значення швидкості біжучої хвилі у повітрі
- •Контрольні запитання
- •5. Лабораторна робота №4 визначення коефіцієнта в’язкості біологічної рідини Поняття про в'язкість рідин
- •Визначення коефіцієнта в’язкості за методом Стокса
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Опис установки
- •Загальні уявлення про електромагнітне поле
- •Поняття про електромагнітні хвилі
- •Загальне поняття про поляризацію електромагнітних хвиль
- •Поляризація світлової хвилі
- •Оптично активні речовини
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Теорія методу і опис установки
- •1. Вивчення оптичної схеми і принципу роботи сахариметра
- •2. Визначення питомого обертання площини поляризації
- •3. Визначення концентрації цукру в розчині
- •Контрольні запитання
- •Список рекомендованої літератури
- •Додаток і
- •Додаток іі
Деформація розтягу і стиску
Якщо до однорідного стержня закріпленого на одному кінці, прикласти силу вздовж його осі у напрямку від стержня, то він зазнає деформації розтягу (рис. 3.2).
Рис.3.2
Деформацію розтягу характеризують абсолютним видовженням :
і відносним видовженням :
де - початкова довжина стержня , а - кінцева.
При малих деформаціях ( ) більшість тіл виявляють пружні властивості: деформації зникають, якщо зняти навантаження .
У будь якому перерізі деформованого тіла діють сили пружності , що перешкоджають розриву тіла на частинки. Тобто тіло перебуває в напруженому стані. Величина що характеризує напружений стан тіла називається механічним напруженням (або просто напруженням). Напруження - це фізична величина, яка вимірюється відношенням модуля сили пружності Fпр до площі поперечного перерізу S стержня:
.
Дослід показує, що при незначних пружних деформаціях напруження пропорційне відносній деформації:
, (3.1)
де коефіцієнт Е , що входить у цю формулу називають модулем пружності, або модулем Юнга. Чим більше Е тим менше деформується стержень за інших однакових умов (однакових Fзов, S, ) . Модуль Юнга характеризує опірність матеріалу пружній деформації розтягу (або стиску). Формула (3.1) виражає закон Гука для стержнів. Інколи її записують у вигляді:
. (3.2)
Якщо в цій формулі , то . Тому модуль Юнга часто визначають як напруження , яке треба прикласти до стержня , щоб його довжина збільшилась удвічі ( ). Вимірюється модуль Юнга у паскалях:
.
Тільки невелика кількість матеріалів витримують таке напруження (гума та деякі полімери) але фізичний зміст модуля Юнга від цього не змінюється і має формальний характер.
К оли на стержень подіяти силою у протилежному напрямку (рис 3.3) то стержень зазнає стиску. При деформації стиску напруження також визначається формулами (3.1), (3.2).
Рис.3.3
При деформаціях розтягу або стиску відбувається зміна поперечних розмірів тіл. Проте для більшості твердих тіл ці ефекти малі.
Деформація зсуву
Візьмемо однорідний брусок з однорідної речовини, нижню грань якого закріпимо нерухомо . Під дією сили , яка прикладається до верхньої грані відбувається деформація зсуву (рис 3.4).
Рис.3.4
Прямокутник ABCD перетворюється у паралелограм А В́ С́ D. Зсув шарів паралельних до верхньої грані відносно нижнього шару, характеризують кутом зсуву , який називається відносним зсувом. При пружних деформаціях кут буває дуже малий, тому:
.
Деформація зсуву призводить до виникнення в кожній точці бруска тангенціального напруження . Напруження дорівнює силі пружності, що припадає на одиницю площі :
,
де S - площа поверхні, яка паралельна верхній грані АВ. Закон Гука для деформації зсуву можна записати у вигляді:
.
Величина G залежить тільки від властивостей матеріалу і називається модулем зсуву.
Модуль зсуву G , як і модуль Юнга Е вимірюється і у паскалях:
.
Деформації розтягу і зсуву належать до однорідних деформацій, тобто до таких, коли всі малі елементи тіла деформовані однаково. Крім наведених видів деформацій є деформації кручення і згину. Ці види деформацій належать до неоднорідних деформацій. У цих випадках деформація всередині тіла при переході від однієї точки до іншої неоднакова.