2 Варіант

1. По колу радіусом R = 5м рівномірно рухається матеріальна точка зі швидкістю 5 м/c. Побудувати графіки залежності довжини шляху й модуля переміщення від часу t. У момент часу, прийнятий за початковий шлях і переміщення вважати рівними нулю.

2. Рух точки по колу радіусом R = 4 м задано рівнянням x = А + Bt + Ct², де А = 10 м; В = – 2 м/с; С = 1 м/c². Знайти тангенціальне, нормальне й повне прискорення точки в момент часу t = 2c.

3. По дузі кола радіусом 10 м рухається точка. У деякий момент часу нормальне прискорення точки 4,9 м/с². У цей момент вектори повного й нормального прискорення утворять кут φ = 60°. Знайти швидкість і тангенціальне прискорення точки в цей момент часу.

4. З корми судна випустили під кутом 60⁰ до горизонту ракету. Початкова швидкість ракети 50 м/с. Судно рухається з швидкістю 5м/с. Знайти координати ракети відносно води і точки пострілу через 5с польоту.

Контрольні завдання

1. Дайте визначення поступального руху твердого тіла. Наведіть приклади.

2. Дайте визначення обертового руху твердого тіла. Наведіть приклади.

3. Наведіть приклади складного руху твердого тіла.

4. Дайте визначення моменту інерції тіла.

5. Сформулюйте закон збереження повної механічної енергії.

Література

1. Кучерук І.М. та ін. Загальний курс фізики. Т.1 : Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Техніка, 1999. – 536 с.

2. Зачек І.Р. та ін. Курс фізики: Навчальний підручник. – Львів.: «Бескит Біт», 2002. – 376 с.

3. Савельев И.В. Курс фізики: Учебник. В 3-х т. Т. 1: Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1989. – 352 с.

4. Дущенко В.П., Кучерук І.М. Загальна фізика: Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка: Підручник для вузів. – К.: Вища школа, 1993.–431с.

5. Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики. Механика: Уч. Пособие. – М.: Просвещение, 1987. – 304 с.

6. Лабораторный практикум по физике: Уч. Пособие для вузов/Под ред. К.А. Барсукова. – М.: Высш. шк., 1988. – 351 с.

7. Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики. – М.: Высш. шк.,1970.–448с.

8. Физический практикум : Механика и молекулярная физика //Под ред. В.И.Ивероновой. – М.: Высшая школа,1967.

9. Методичні вказівки до проведення лабораторних занять з дисципліни фізика / Укладачі: Бабічев С.А., Шарко О.В., Колечинцева Т.С., Лебедь О.М. – Херсон: ХДМІ, 2008 – 82 с.

Лабораторне заняття № 3

Тема: Визначення модуля Юнга модельної гумки.

Мета роботи: Вивчити природу сил виникаючих при деформації тіл. Визначити модуль Юнга модельної гумки.

Прилади та обладнання: Штатив, модельна гумка, тіло відомої маси, динамометр, лінійка, штангенциркуль.

Теоретичні відомості

Сила характеризує вплив одного тіла на інше. У результаті цього впливу тіло може почати рухатися або деформуватися. Деформацією твердого тіла називається зміна його розмірів і об'єму.

При деформаціях твердого тіла в ньому виникають сили пружності.

Сила пружності - це сила, що виникає в результаті деформації тіла й спрямована убік, протилежний переміщенням часток тіла при деформації.

Деформації розрізняють пружні й пластичні.

Пружною деформацією називається така деформація, коли тіло після припинення дії сил, що викликають деформацію, приймає первісні розміри й форму. Після зняття навантаження тіло вертається в колишній стан, під впливом сил міжмолекулярної взаємодії. Таким чином у пружно деформованому тілі виникають внутрішні сили, які врівноважують зовнішні сили, прикладені до тіла. Фізична величина δ, чисельно рівна пружній силі dF_пр, що доводиться на одиницю площі перерізу dS тіла, називається напругою:

Напруга називається нормальною, якщо сила dF_np спрямована по нормалі до площадки dS, і дотичною, якщо вона спрямована по дотичній до цієї площадки.

Для нормальної напруги

(1)

Пластичні деформації - це деформації виникаючі тоді, коли сили, що діють на тіло, перейшли певну межу, називану межею пружності. Після перевищення зовнішніми силами цієї межі тіло не відновлює свої форми й розміри. Ці зміни вже не можуть зникнути після зняття навантаження. Тіло залишається деформованим, у ньому виникають залишкові деформації. Якщо після появи в тілі залишкових деформацій ми продовжуємо збільшувати зовнішню силу, то спостерігається руйнування тіла. Це явище наступає тоді, коли напруги δ, що виникають у тілі під дією деформуючої сили, переходять межу міцності тіла.

Деформації тіла бувають різні: розтягання, стискування, крутіння, вигин. Мірою деформації є відносна деформація.

рівна відношенню абсолютної деформації ∆x до первісного значення величини х, що характеризує розміри або форму тіла. При всебічному розтяганні або стиску х означає об'єм V (∆х — збільшення або зменшення об'єму ∆V, викликане деформацією), а при поздовжнім розтяганні або стиску х означає довжину l.

Залежність між напругою δ і відносною деформацією ε показана на малюнку.

Точка А відповідає межі пружності; ордината AD - величина напруги, виражає межу пружності, ордината ВC - межа міцності. Англійський фізик Р. Гук установив закони пружних деформацій. Основний закон (закон Гука) говорить про те, що напруга пружно деформованого тіла пропорційно його відносної деформації

де k - модуль пружності.

Закон Гука справедливий тільки на ділянці ОА (рис 4.).

При поздовжньому розтягуванні або стиску модуль пружності називається модулем Юнга й закон Гука запишеться так

(2)

де Е — модуль Юнга. З формул (1) і (2), замінивши ε = ∆l/l, одержимо:

(3)

У даній роботі S=πd²/4, де d - діаметр поперечного перерізу гумки.

Остаточний вираз буде мати такий вигляд.

(4)

Рис. 4