Кристаллические и аморфные тела. Деформации твердых тел. Абсолютное и относительное удлинение. Механическое напряжение. Диаграмма растяжения.

 

Строение, свойства кристаллических и аморфных тел совершенно различны. Если первые имеют четко ограниченную структуру, состоящую из упорядоченно расположенных частиц в пространстве, то у вторых всякий порядок отсутствует.

Кристаллические и аморфные тела внешне различить достаточно просто. Ведь последние часто можно перепутать с вязкими жидкостями. В основе структуры аморфного вещества также лежат ионы, атомы, молекулы. Однако они не образуют упорядоченной строгой структуры, а потому и свойства их изменяются во всех направлениях. То есть они изотропны. Частицы располагаются хаотично, беспорядочно. Лишь иногда они могут образовывать небольшие локусы, что все равно не влияет на общие проявляемые свойства.

Деформация — изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением друг относительно друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов.

Деформации разделяют на упругие и пластические. Упругие деформации исчезают, а пластические остаются после окончания действия приложенных сил. Виды деформации растяжение сжатие сдвиг изгиб кручение.

Линейная деформация – деформация, при которой происходит изменение только одного линейного размера тела.

Абсолютное удлинение показывает на сколько изменилась длина тела (увеличилась или уменьшилась)
(дельтаL)=L-L0, где L0 первоначальная длина и L конечная. относительное удлинение показывает какую часть от первоначальной длины составляет абсолютное удлинение и оно равно (модуль дельтаL)/L0. часто измеряется в процентах, для этого последнее варажение надо умножить на 100%. необходимость относительного удлинению очевидно из следующего примера: если 10см гвоздь растянуть на 1см (был 10 стал 11), то он может разрушиться, но если на тот же 1см растянуть 100 метровую проволоку такого же сечения как гвоздь (была 10000 стала 10001), то с ней ничего не произойдет.
абсолютные удлинения в обоих случаях равны, а относительные нет. в первом оно 1/10*100%=10%, а во втором
1/10000*100%=0,01%

Механическое напряжение — это мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием различных факторов. Механическое напряжение в точке тела определяется как отношение внутренней силы к единице площади в данной точке рассматриваемого сечения. Напряжения являются результатом взаимодействия частиц тела при его нагружении. Внешние силы стремятся изменить взаимное расположение частиц, а возникающие при этом напряжения препятствуют смещению частиц, ограничивая его в большинстве случаев некоторой малой величиной.

Диаграмма растяжения показывает зависимость удлинения образца от продольной растягивающей силы. Ее построение является промежуточным этапом в процессе определения механических характеристик материалов

 

Потенциальная энергия. Кинетическая энергия. Закон сохранения полной

Механической энергии.

 

Энергия – это физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу.

Кинетическая энергия – это энергия, которой тело обладает вследствие своего движения:

 

Потенциальная энергия – это энергия, которая определяется взаимным расположением тел, а также характером сил взаимодействия между этими телами.

Потенциальная энергия в поле тяготения Земли – это энергия, обусловленная гравитационным взаимодействием тела с Землей. Она определяется положением тела относительно Земли и равна работе силы тяжести по перемещению тела из данного положения на нулевой уровень:

 

 

- Закон сохранения полной механической энергии. - Полная механическая энергия системы — энергия механического движения и взаимодействия, т.е. равна сумме кинетической и потенциальной энергий. Закон сохранения механической энергии: в системе тел, между которыми действуют только консервативные силы полная механическая энергия сохраняется, т.е. не изменяется со временем. Это — фундаментальный закон природы. Он является следствием однородности времени — инвариантности физических законов относительно выбора начала отсчета времени.

Закон сохранения энергии: Е=Ек+Еп. Величину Е, равную сумме кинетической и потенциальной энергией системы, называют механической энергией системы.

Закон сохранения механической энергии: в изолированной системе, механическая энергия сохраняется.

 

- Задача на применение закона сохранения энергии: (смотреть в тетради)

- Задача на применение второго закона Ньютона. (смотреть в тетради):

Задача на применение второго закона Ньютона при прямолинейном движении.

- Задача на определение модуля Юнга материала, из которого изготовлена

Проволока:

 

- Задача на применение закона сохранения импульса. (смотреть в тетради)

 

Молекулярная физика