Влажность воздуха. Характеристика жидкого состояния вещества. Характеристика твердого состояния вещества. Плавление и кристаллизация, страница 21

Коэффициент жесткости численно равен силе упругости, возникающей при абсолютном удлинении в 1м.

       СИ:   ньютон на метр

За единицу коэффициента жесткости принят коэффициент жесткости такого тела, при абсолютном удлинении которого равном одному метру возникает сила упругости 1Н.

Если ввести координатную   ось,   направленную вдоль  тела так, что точка отсчета будет совладать   с положением тела в не деформированном  состоянии,     и закон Гука можно записать в виде

                      

Рисунок 32 – Закон Гука

    

За количественную меру силовых взаимодействий каждого элемента упругого тела со всеми   окружающими частицами принимает упругие напряжения.

Напряжением одностороннего растяжения (или сжатия) называется отношение численного зна­чения силы к площади сечения, на которое действует эта сила        СИ:Н/м² =Па (Паскаль)

Напряжение, которое вызывает всестороннее сжатие, называется просто давлением.Р ~ F/S

Модуль упругости Е - величина, характеризую­щая упругие свойства   материалов при малых деформациях. При упругой деформации растяже­ния (или  сжатия), стержня из данного материала модуль упругости называют модулем Юнга. Модуль Юнга равен   механическому напряжению, возникающему в стержне при увеличении его длины в два раза

Диаграмма растяжения - график зависимости механического напряжения, возникающего в твердом теле при одностороннем   растяжении, от относительного   удлинения

Участок   ОА соответствует области упругих деформаций, где справедлив закон Гука.

Максимальное механическое напряжение, при котором еще выполняется закон Гука, называют пределом пропорциональности.

При увеличении нагрузки деформация ставится нелинейной. Однако при небольших нелинейных  деформациях после снятия нагрузки форма и размеры тела практически восстанавливаются

   (участок АВ).

Предел упругости- максимальное механическое напряжение, при котором еще не возникают остаточные деформации в теле. При достижении некоторого значения σ_tудлинение увеличивается практически   без увеличения   нагрузки. Это называется текучестью материала (участок СД).

Далее при растяжении образца напряжение начинает возрастать и в точке Е достигает максимального значении, называемого пределом прочности.

Предел прочности – максимальное механическое напряжение, которому соответствует наибольшая нагрузка, выдерживаемая телом перед разрушением.

Эта величина зависит от материала образца и качества его обработки. При дальнейшем растяжении происходит разрушение образца.

Зависимость удлинения от приложенной к нему силы.

                                       

- развернутая формула Гука

СИ: Н/м

- коэффициент  жесткости тела

Тепловое расширение тел

Понятие о тепловом расширении тел

Зависимость объема газа от температуры была установлена ранее. Рассмотрим опыты, показывающие, что при нагревании расширяют все вещества, а не только газы.

Нальем в колбу, какую - либо жидкость, например в воду, закроем колбу пробкой, сквозь которую пропущена стеклянная трубка, и заметим уровень жидкости в трубке. Если нагревать жидкость в колбе, то уровень жидкости в трубке повышается. При охлаждении жидкости уровень понижается. Оказывается, что жидкости при нагревании расширяются меньше газа.

Труднее заметить расширение твердых веществ при нагревании, так как оно значительно меньше, чем у жидкостей. Чтобы показать на опыте их расширение изготовляют металлический шар и кольцо, сквозь которое шар при комнатной температуре проходит в «притирку». После нагревания шара в пламене горелки он уже не проходит сквозь кольцо. Однако после остывания шар опять начинает проходить сквозь кольцо. Причина расширения твердых тел и жидкостей от нагревания была выяснена.

Итак,  все  вещества  при  нагревании  расширяются,  а  при  охлаждении  сжимаются.

 Выясним теперь, как определяется величина такого расширения.