9) Сила, возникающая в результате деформации тела и направленная в сторону, противоположную перемещениям частиц тела при деформации, называется силой упругости.
Абсолютная деформациявыражает абсолютное изменение какого-либо линейного или углового размера, площади сечения или участка граничной поверхности элемента, выделенного в деформируемом теле, или всего тела.Относительная деформацияхарактеризует относительное изменение тех же величин. Обычно относительную деформацию определяют как отношение абсолютного изменения какого-либо размера к его первоначальному значению.Абсолютная деформацияпри осадке ∆ H = H - h. (см. рис. 1.4) не характеризует степени воздействия деформации на металл, что видно из следующего примера. Пусть первая заготовка имеет начальную высоту Н, равную 1000 мм, вторая — 500 мм. Осадим каждую из них до половины начальной высоты, т. е. величина абсолютной деформации ∆H составит для первой заготовки 500 мм, для второй — 250 мм.Относительную деформациюв процентах для обеих заготовок подсчитаем по формуле є= ( H-h' ) / H*100
Закон Гука: при действии на пружину небольших сил выполняется закон Гука, т.е. между величиной изменения силы действующей вдоль оси пружины и соответствующей этой силе растяжения(сжатия) пружины существует линейная зависимость- Кх.
10) Таким образом, когда точка приложения силы перемещается, то сила совершает работу. Если перемещение происходит в направлении действия силы, то сила совершает работу, равную произведению силы на перемещение. Если же, несмотря на действие силы, перемещение точки приложения силы не происходит, то сила никакой работы не совершает. Например, если какой-либо груз неподвижно висит на подвесе, то действующая на него сила тяжести не совершает работы; но при опускании или падении груза эта сила работу совершает. Если сила тяжести груза равна Р и груз опустился на расстояние h, то работа силы тяжести равна Ph.
мощность— I физическая. величина N, измеряемая отношением работы A к промежутку времени t, в течение которого она совершена; если работа совершается равномерно, то N = A/t. Измеряется в ваттах.
11) «Кинетическая энергия»
является одним из видов механической энергии, связанным со скоростью движения тела. В классическом и релятивистском случаях она выражается известными формулами:
и
соответственно. Здесь u – скорость тела, m – его классическая масса, m0 – релятивистская масса покоя, c – величина скорости света
В полевой физике также имеет место понятие кинетической энергии. Однако полное выражение энергии в полевой физике:
где W – функция полевой связи тела со всеми другими объектами, допускает разделение на кинетическую энергию и потенциальную энергию далеко не всегда. При этом, в классическом и релятивистском приближениях эта формула позволяет выделить кинетическую компоненту, которая соответствует приведенным выше выражениям.
Однако в других случаях это оказывается невозможным. Например, в квантовых условиях формула для энергии полевой физики приводит к соотношению Де-Бройля:
где n - частота рассматриваемого процесса, h – постоянная Планка. В ней нельзя выделить отдельно кинетическую и потенциальную энергию.
12) Потенциальная энергия, часть общей механической энергии системы, зависящая от взаимного расположения частиц, составляющих эту систему, и от их положений во внешнем силовом поле (например, гравитационном; см. Поля физические). Численно П. э. системы в данном её положении равна работе, которую произведут действующие на систему силы при перемещении системы из этого положения в то, где П. э. условно принимается равной нулю (П = 0). Из определения следует, что понятие П. э. имеет место только для консервативных систем, т. е. систем, у которых работа действующих сил зависит только от начального и конечного положения системы. Так, для груза весом Р, поднятого на высоту h, П. э. будет равна П = Ph (П = 0 при h = 0); для груза, прикрепленного к пружине, П = 0,5сl2, где l — удлинение (сжатие) пружины, с — её коэффициент жёсткости (П = 0 при l = 0); для двух частиц с массами m1 и m2, притягивающихся по закону всемирного тяготения, П = —fm1m2/r, где f — гравитационная постоянная, r — расстояние между частицами (П = 0 при r = ¥); аналогично определяется П. э. двух точечных зарядов e1 и e2.
13.)
Неподвижные тела также могут иметь энергию, в другой форме, и приводить в движение, как мы видим на примере висящего тела или пружины. Кинетическая энергия и ее формула была получена из формулы падения тел, из потенциальной энергии их – силы тяжести. Она обусловлена притяжением их к Земле, связана с положением их относительно Земли. Чем выше поднято тело над Землей, тем больше его потенциальная энергия. Ее используют, например, в маятнике, в молоте копра, в запасе гидроэнергии, подъеме воды. Когда мы сжимаем пружину, заводим механические устройства, часы, будильник, мы также запасаем энергию, как и при подъеме груза и в маятниковых часах. Можно привести много аналогичных примеров энергии деформации, сжатых и изогнутых тел. Что обще силе тяжести и деформации?2 Потенциальная энергия– это энергия, связанная с положением взаимодействующих тел или частей. Силу можно считать производной потенциальной энергии как «целого», «интеграла» силы и ее действия-перемещения, как показывают в вузе. Потенциальную энергию тяжести - масс легко определить по работе силы тяжести А=Fs=mgh. Потенциальная энергия тела над Землей пропорциональна его массе или весу и высоте над поверхностью. За равную нулю можно принять любую возможную высотуh=0 и потенциальную энергию, например, на уровне Земли, моря или стола. Обычно важно не само абсолютное значение энергии, а ее изменение. Это значит, что потенциальную энергию можно определить, только указав, относительно какого уровня. Тело на поверхности стола имеет одну потенциальную энергию относительно пола, другую – относительно поверхности Земли, третью – относительно других тел, ямы и т.п.Важнейшим свойством потенциальной энергии является ее стремление уменьшиться и перейти в энергию движения и другие ее виды. Если тело не поддерживать силой, то оно падает, пружина или тетива лука стремятся вернуться из растянутого или сжатого состояния в “естественное”, с наименьшей потенциальной энергией. Аристотель описывал это как стремление всех тел к своему “естественному месту или положению”, как цели или “природе”,принципу физики. Можно говорить и о стремлении к минимуму потенциальной энергии. Однако он действует больше в статике, ведь кинетическая энергия может также уменьшаться, увеличивая потенциальную, как в маятнике. Оказывается, действие и реальное движение описывает принцип минимума разности кинетической и потенциальной энергии, т.н. функции Лагранжа, “лагранжиан”. Р.Фейнман в 1942 г.показал, что из этого выводится и квантовая механика. Энергия силы тяжести – важнейшая в природе (наряду с электромагнитной энергией). Именноона движет планеты, определяет строение космоса и его тел. На Земли она движет течение воды, ГЭС (3.7).з формулы силы упругости Fу=-kx, можно получить формулу ее потенциальной энергии Еп=A=-Fcpx=-kx2/2,подобно формуле кинетической энергии. Полная механическая энергия включает кинетическую ипотенциальную и при взаимодействии сил тяготения и упругости без трения неизменна Е=Ек+Еп= ½mv2+ ½kx2+mgH=const(3.5).Энергия других сил и явлений также является важнейшей величиной для их описания, связывающей основные характеристики их. В следующих разделах физики даются формулы тепловой, световой, электрической, химической, ядерной энергии. Однако одной энергии часто
15.поступательное и вращательное движение.
В зависимости от того, по каким траекториям движутся отдельные точки тела, движение его может быть поступательным и вращательным. Поступательное движение тела- это движение при котором, все точки тела описывают параллельные траектории равной длины. Любая прямая проведенная в теле остается параллельной самой себе.Вращательное движение–это движение тела при котором, все его точки описывают окружности в плоскостях перпендикулярных к оси движения. Центры этих окружностей лежат на оси вращения. Между поступательным вращательным движением есть много общего. При поступательном движении достаточно указать движение любой одной точки тела, при вращательном движении вокруг оси точки тела перемещаются по разным траекториям, но за одно в тоже время все точки само тело поворачиваются на одинаковый угол. Для характеристики вращения плоскость должна быть перпендикулярна оси вращения. Выберем некоторую точку вращения и проведем к ей радиусR.временно зависим угол поворота относительно некоторому выбранному направлению О(Х) является уравнение вращательного движения твёрдого тела вокруг неподвижной оси.
Поступательное движение вращательное движение
Быстрота вращения тела хар-ся угловой скоростью равной:
Угловая скорость есть вектор который направлен по оси вращения и связан направлением вращения правилом правого винта.Вектор угловой скорости в отличии от векторови скорости являются скользящими у него нет определенной точки приложений и он может быть расположен в любом месте на оси вращения.
Т.о. вектор w указывает положение оси вращения направлен и модуль угловой скорости
Быстрота изменения угла скорости характеризуется угловым ускорением равным первой производной от времени.
При вращении тела его китенич.энергия складывается с кинетич.энергии отдел.точки тела.
Основное уравнение динамики вращательного движения:
Пусть тв.тело на которое действуют внешние силы повернуты к оси Ох. При этом изменяется его энергия. Приравнивая элементарную работу всех внешних сил при таком повороте элементарному изменению климатич.энергии.
При действии внешних сил угловой упор тем больше,чем меньше момент инерции тела.Основное уравнение для вращательногодвижения играет такую же роль что и 3ий закон для поступательно. Если при повороте тела положение вектора измен.угол оси, до ,то работа внешних сил может быть найдена интегрирование