Закон Гука. (упругие силы). Цель работы:с помощью крутильного маятника определить модули кручения и сдвига проволоки

Лабораторная работа №. 5 - 3. Б-209.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЕЙ СДВИГА И КРУЧЕНИЯ МЕТОДОМ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Цель работы: с помощью крутильного маятника определить модули кручения и сдвига проволоки.

Приборы и принадлежности: крутильный маятник, секундомер, штангенциркуль, линейка.

ДЕФОРМАЦИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА.

Деформация, это изменение размеров и формы тела под действием каких-то сил. Деформация называется упругой, если после прекращения действия внешних сил тело принимает первоначальные размеры и форму. Все виды деформации (растяжение, сдвиг, изгиб, кручение) сводятся к одновременно происходящим деформациям растяжения (сжатия) и сдвига. Сила, действующая на единицу площади поперечного сечения, называется напряжением: s = F/S. Мерой, характеризующей степень деформации, является его относительная деформация. Продольная деформация e = D l / l, а относительное поперечное растяжение (сжатие), где l - длина стержня, D l - изменение длины.

ЗАКОН ГУКА. (УПРУГИЕ СИЛЫ).

Для малых деформаций относительное удлинение e и напряжение s прямо пропорциональны друг другу: s = Ee, где коэффициент пропорциональности Е - модуль Юнга, определяющий, напряжение, вызывающее относительное удлинение, равное единице. e = D l / l = s/E = F/ES, откуда F = ESD l / l = kD l или F_упр.= - kDx, где k - коэффициент деформации, Dх - величина деформации, знак “ минус ” означает, что сила упругости всегда действует в направлении, противоположном действию внешней силы. Деформации твердых тел подчиняются закону Гука до известных пределов. Линейная зависимость s от e, выполняется лишь в очень узких пределах. Напряжение, при котором появляется заметная остаточная деформация (» 0,2 %), называется пределом текучести. Материалы выдерживающие большие деформации, называются вязкими, не выдерживающие - хрупкими. Максимальное напряжение, возникающее в теле до его разрушения, называется пределом прочности.