Виды деформаций.

Изменение формы или объема тела под действием каких-либо причин называется деформацией.

1. Деформация продольного растяжения;

2. Деформация продольного сжатия;

3. Деформация всестороннего растяжения;

4. Деформация всестороннего сжатия;

5. Деформация поперечного изгиба;

6. Деформация продольного изгиба;

7. Деформация кручения;

8. Деформация сдвига.

Абсолютная деформация – это числовое изменение какого-либо размера тела.

«Дельта»a = a2 – a1 [a] = м

«Дельта»V = V2 – V1 [«дельта»V] = м^3

Относительная деформация – это число, показывающее, какую часть от первоначального размера тела составляет абсолютная деформация.

ε = △a/a1

ε = △V/V1

Механическое напряжение.

Выделим в стержне тонкий слой перпендикулярный оси стержня. Он разделит стержень на две части. Так как все части стержня находятся в равновесии, верхняя часть действует на выделенный слой с силой F1^1 = F1, а нижняя часть – с силой F2^1 = F2.

Силы возникающие внутри деформированного тела называются внутренними силами. Они вызывают деформацию каждого элемента тела.

Если стержень однородный и внешние силы F1 и F2 действуют по оси стержня, то внутренние силы F1^1 и F2^1 распределены по площади поперечного сечения S равномерно.

Величина, характеризующая действие внутренних сил в деформированном твердом теле, называется механическим напряжением. Механическое напряжение измеряется силой, действующей на единицу площади сечения деформированного тела:

«Сигма» = F/S

[σ] = Н/м^2 = Па

Если внутренняя сил действует I сечению, то напряжение называется нормальным.

Если внутренняя сила действует II сечению, то напряжение называется касательным.

Механические свойства.

Силы, препятствующие деформации, называются силами упругости.

Свойство деформированных тел принимать свою первоначальную форму и свой объем после прекращения действия внешних сил называют упругостью.

Деформация тела, которое исчезает после снятия внешних нагрузок на это тело называется упругой деформацией.

Свойство тел сохранять деформацию после снятия внешних нагрузок называется пластичностью.

Остаточная деформация тела, которая сохраняется после снятия внешних нагрузок на тело, называется пластичной деформацией.

Материалы, которые при относительно небольших нагрузках упруго деформируются, а при увеличении внешней нагрузки разрушаются прежде, чем у них появится остаточная деформация, называются хрупкими.

Более твердым считают тот материал, который оставляет царапины на поверхности другого материала. Наиболее твердым материалом является алмаз.

Закон Гука.

Механическое напряжение в упруго деформированном теле прямо пропорционально относительной деформации этого тела.

σ =k*ε

Величина, характеризующая зависимость механического напряжения в материале от рода последнего и от внешних условий, называется модулем упругости.

Тепловое расширение тел.

Все вещества при нагревании расширяются, а при охлаждении – сжимаются.

Линейное расширение тел.

Изменение одного определенного размера твердого тела при изменениях температуры называется линейным расширением.

Пусть имеется стержень, длина которого при 0С равна ˳ а при температуре t равна t ˳.

Следовательно, изменения длины стержня при его нагревании на

△t = t – 0 = t

△ = t – 0

△ = α*0*t =>

t – 0 = α*0*t

t = 0*(1 + α*t)

α – коэффициент расширения твердого тела.

Величина, характеризующая зависимость линейного расширения при нагревании от рода вещества и внешних условий называется коэффициентом линейного расширения.

Коэффициент линейного расширения показывает, на какую часть длины тела, взятого при 0С, изменяется его длина пи нагревании на 1С.

2 = 1*[1 + a*(t2 – t1)]

Объемное расширение тел.

t1 = 0С => V0

t2 = t => Vt

△t = t2 - t1

△V= Vt – V0

△V = β* V0*t

Величина, характеризующая зависимость объемного расширения тела при нагревании от рода вещества и внешних условий, называется коэффициентом объемного расширения.

Коэффициент объемного расширения показывает, на какую часть объема тела, взятого при 0С, изменяется объем этого тела при нагревании на 1С

β = 3α

Vt = V0*(1 + β*t)

V2 = V1*[1 + β*(t2 – t1)]

Основы электродинамики.

Электрические заряды.

Между наэлектризованными телами имеется либо либо притяжение, либо отталкивание.

Это объясняется тем, что электрические заряды бывают двух видов:

а) положительные (+),

б) отрицательные (–).

Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются.

Силы взаимодействия между электрическими зарядами и силы взаимодействия между наэлектризованными телами называются электрическими силами.

Электрические силы действуют только на заряженные частицы или заряженные тела.

Наэлектризовать тела можно:

а) с помощью трения;

б) с помощью соприкосновения его с другим заряженным телом.

Избыток электрических зарядов одного знака в каком-либо теле называется количеством электричества (зарядов) данного тела.

Общий заряд любого тела является алгебраической суммой всех электрических зарядов, находящихся в этом теле.

Электрические заряды не возникают, а только перераспределяются между всеми телами, участвующими в том или ином явлении.

Закон сохранения заряда.

Алгебраическая сумма электрических зарядов в замкнутой системе остается постоянной.

Закон Кулона.

Силу взаимодействия электрических зарядов можно измерить при помощи крутильных весов.

В этом приборе два маленьких металлических шарика укреплены на изолирующих стрежнях. Стержень с шариком В устанавливается неподвижно, а с шариком А и противовесом подвешивается на тонкой упругой нити. Верхний конец нити закреплен на вращательной головке, которая позволяет сближать и удалять друг от друга шарики А и В. Зарядив шарики, определим силу взаимодействия зарядов по углу закручивания нити

Определить силу взаимодействия двух данных зарядов, измерим расстояние между шариками.

Если размеры тел, на котором находятся заряды малы по сравнению с расстоянием между телами, то заряды называются точечными.

Закон Кулона:

Сила взаимодействия двух точечных зарядов прямо пропорциональна произведению величин этих зарядов, и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды.

F = K*(q1*q2)/r^2

r – расстояние между зарядами, м;

K – коэффициент пропорциональности, который зависит от среды.

K = 1/(4**εc)

εc – диэлектрическая проницаемость среды.

Величина, характеризующая зависимость силы взаимодействия между зарядами от окружающей среды, называется диэлектрической проницаемостью среды.

F = (q1*q2)/(4**εc*r^2)

В вакууме: F0 = (q1*q2)/(4**ε0*r^2)

ε0 – электрическая постоянная.

ε0 = 8.85*10^–12 Кл^2/(Н*м^2)

F0/ F = (q1*q2)/(4**ε0*r^2)*(q1*q2) * (4**εc*r^2)/(q1*q2) = εc/ε0 = ε

ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды.

Относительная диэлектрическая проницаемость среды показывает, во сколько раз сила взаимодействия электрических зарядов в этой среде меньше, чем в вакууме.

εc = ε*ε0 =>

F = F = (q1*q2)/(4**ε*ε0*r^2)