Механическое напряжение и закон гука

Для решения задач данного раздела необходимо знать обозначения и единицы измерения для следующих физических величин:

ε («эпсилон») – относительное удлинение [1]

σ («сигма») – механическое напряжение [Н/м²]

F – величина деформирующей силы [Н]

S – площадь поперечного сечения [м²]

E – модуль упругости (модуль Юнга) [Па]

ЗАДАЧА-ОБРАЗЕЦ: Чему равно относительное удлинение и механическое напряжение в стальной струне, сечение которой равно 1 мм², под нагрузкой 500 Н?

Внимательно ознакомьтесь с условием и решением этой задачи, обязательно найдите в учебнике указанную формулу. В справочной таблице разыщите значение модуля упругости для стали. Перепишите решение этой задачи себе в рабочую тетрадь, соблюдая правила оформления. Переписывать нужно только текст, выделенный курсивом, а пояснения, сделанные обычным шрифтом переписывать не нужно.

Дано:	СИ:	Решение:
S=1мм^2 F= 500 Н E=210^11Па	=10^-6 м^2
ε=? =?
Откройте учебник, разыщите там формулу для вычислений механического напряжения: Кроме того, разыщите закона Гука: =E Преобразуйте эту формулу так, чтобы можно было вычислить относительное удлинение: Сделайте вычисления по первой и последней формулам, используя данные из колонки «СИ», из дано, а так же результаты вычислений:   Не забудьте проверить размерность по каждой из формул: ; Запишите ответ. Ответ: относительно удлинение составляет 0,0025; механическое напряжение равно 500 МПа.

Вслед за первой, попробуйте решить самостоятельно следующие задачи, соблюдая все правила их оформления:

1. Определите относительное удлинение и механическое напряжение в медном проводе с площадью поперечного сечения 0,1 мм² под нагрузкой 200Н. (Отв:=210⁹Па;ε=0,02.)

2. Относительное удлинение алюминиевого стержня составляет 0,001, диаметр равен 3 мм. Определить величину напряжения в проводе и значение силы, которая к нему приложена ? (Отв:=710⁷Па;F=495 Н.)

Закон кулона

Для решения задач данного раздела необходимо знать обозначения и единицы измерения для следующих физических величин:

F – сила взаимодействия зарядов Н

k – электрическая постоянная[9·10⁹ ] (см. справочную табл.)

R или r – расстояние между зарядами м

q – величина заряда Кл

Обязательно разыщите в учебнике и выучите закон Кулона для взаимодействия наэлектризованных тел, познакомьтесь с устройством крутильных весов, выясните, в каком случае заряды можно считать точечными и неподвижными. Не забудьте, что значок модуля в формуле закона Кулона указывает на положительную величину силы, независимо от знака зарядов.

ЗАДАЧА-ОБРАЗЕЦ: Выясните, на каком расстоянии два точечных заряженных тела в вакууме взаимодействуют с силой 3Н. Величина первого заряда составляет 1мкКл, а второго 3мКл.

Дано:	СИ:	Решение:
F=3Н q1=2мкКл q2=3мКл	=1·10^-6 =3·10^-3
r=?
По закону Кулона, сила взаимодействия наэлектризованных тел определяется по формуле: Переносом сомножителей преобразуйте эту формулу: Чтобы избавится от второй степени при вычислении расстояния, извлеките квадратный корень. Для сохранения равенства, корень должен быть извлечен из обеих частей выражения: В левой части равенства квадратный корень и возведение расстояния во вторую степень взаимно сокращаются: По этой формуле вычислите расстояние между зарядами: Проверьте, какая размерность у результата: Запишите ответ. Ответ: Расстояние между зарядами 3 метра.

Попробуйте решить самостоятельно следующие задачи:

1. С какой силой два точечных заряда величинами 2мКл и 0,5 мкКл взаимодействуют на расстоянии 3м? (Отв: 1Н)

2. Определить величину точечного заряда, если он взаимодействует с другим зарядом величиной 2мКл силой 10 Н на расстоянии 3м? (Отв: 5мкКл)

3. Определите расстояние, на котором два точечных заряженных тела с зарядами 2мкКл, а второго 0,6мкКл. в вакууме взаимодействуют с силой 12Н. (Отв: 1см)