AC6FE3 — Деформация тела. Упругие и неупругие деформации. Закон упругой деформации (закон Гука):: ответ и решение

Общее условие

Деформации тел

Одним из проявлений взаимодействия тел является их деформация. Деформацией называют изменение как формы, так и размеров тела.

По характеру смещения частей тела (а вернее, молекулярных слоёв внутри него) друг относительно друга различают несколько видов деформации: растяжение, сжатие, изгиб, кручение, сдвиг. В большинстве практических случаев наблюдаемая деформация представляет собой совмещение нескольких одновременных простых деформаций. В конечном счёте, любую деформацию можно свести к двум наиболее простым: растяжению (или сжатию) и сдвигу (см. рисунок 1).

Рисунок из условия ФИПИ

Рисунок 1

При деформации растяжения расстояние между молекулярными слоями увеличивается, а при деформации сжатия – уменьшается.

Деформации также разделяют на упругие и неупругие, или пластичные.

Деформация называется упругой, если после прекращения воздействия тело полностью восстанавливает первоначальную форму и размеры. А если после прекращения воздействия полного восстановления формы (размеров) не происходит, то деформация называется неупругой, или пластичной.

Деформация конкретного тела может быть как упругой, так и неупругой. В каждом случае характер деформации зависит и от свойств тела, и от величины воздействия на него. Упругая деформация подчиняется закону Гука.

Задание №1. Дайте развернутый ответ.

Решение задания OGEPHYSAC6FE3

Ответ: Да, зависит от упругих свойств пружины

Да, положение ограничителя зависит от свойств используемой пружины. Ограничитель должен остановить движение указателя до того, как растяжение приведёт к остаточной деформации пружины и нарушит работу прибора.

Рассмотрим измерение в системе отсчёта Земли. Ось Oy направим вверх. На неподвижный подвешенный груз действуют тяжесть mg вниз и сила пружины F_упр вверх. Условие равновесия:
F_упр − mg = 0.
В рабочем диапазоне динамометра применяется закон Гука:
F_упр = kx,
где x — удлинение пружины относительно положения без нагрузки. По этому соответствию удлинения и силы нанесена шкала.

При снятии допустимой нагрузки упругая пружина возвращается к первоначальной длине, а указатель — к нулю. Если растянуть её слишком сильно, может возникнуть пластическая, то есть остаточная, деформация. После разгрузки первоначальная длина уже не восстановится, и прежняя градуировка перестанет быть верной.

Ограничитель задаёт наибольшее разрешённое перемещение указателя x_огр. Оно должно укладываться в допустимое удлинение данной пружины. Ему соответствует сила:
F_огр = kx_огр.
При выборе положения учитывают жёсткость и предел упругого деформирования, а также устройство прибора. Одного численного значения k недостаточно, чтобы вычислить допустимый ход: нужен ещё предел, при котором пружина сохраняет свои свойства.

Проверка. Если поставить ограничитель слишком далеко, пружина может получить остаточную деформацию ещё до упора. Если поставить слишком близко, часть допустимого диапазона останется неиспользованной. Поэтому для конкретной пружины выбирают соответствующее ей положение ограничителя. Ответ: да, зависит.

Деформация тела. Упругие и неупругие деформации. Закон упругой деформации (закон Гука):: схема решения задания OGEPHYSAC6FE3 — Обозначения: Исходный рисунок ФИПИ и пояснения к решению.

КЭС:	1 МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Тип ответа:	Развернутый ответ

Задание OGEPHYSAC6FE3: Деформация тела. Упругие и неупругие деформации. Закон упругой деформации (закон Гука):

Общее условие

Решение задания OGEPHYSAC6FE3

Помочь улучшить сайт

Комментарии к решению