Ele-prof.ru

Электро отопление
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сила упругости

Сила упругости

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Сила: что это за величина

В повседневной жизни мы часто встречаем, как любое тело деформируется (меняет форму или размер), ускоряется или тормозит, падает. В общем, чего только с разными телами в реальной жизни не происходит. Причиной любого действия или взаимодействия является сила.

Сила — это физическая векторная величина, которую воздействует на данное тело со стороны других тел.

Она измеряется в Ньютонах — это единица измерения названа в честь Исаака Ньютона.

что такое сила

Сила — величина векторная. Это значит, что, помимо модуля, у нее есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.

Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В данном случае результат выражается в направлении движения.

векторная величина

Деформация

Деформация — это изменение формы и размеров тела (или части тела) под действием внешних сил

Происходит деформация из-за различных факторов: при изменении температуры, влажности, фазовых превращениях и других воздействиях, вызывающих изменение положения частиц тела.

Деформация является деформацией, пока сила, вызывающая эту деформацию, не приведет к разрушению.

На появление того или иного вида деформации большое влияние оказывает характер приложенных к телу напряжений. Одни процессы деформации связаны с преимущественно перпендикулярно (нормально) приложенной силой, а другие — преимущественно с силой, приложенной по касательной.

По характеру приложенной к телу нагрузки виды деформации подразделяют следующим образом:

  • Деформация растяжения
  • Деформация сжатия
  • Деформация сдвига
  • Деформация при кручении
  • Деформация при изгибе

Сила упругости: Закон Гука

Давайте займемся баскетболом. Начнем набивать мяч о пол, он будет чудесно отскакивать. Этот удар можно назвать упругим. Если при ударе деформации не будет совсем, то он будет называться абсолютно упругим.

Если вы перепутали мяч и взяли пластилиновый, он деформируется при ударе и не оттолкнется от пола. Такой удар будет называться абсолютно неупругим.

Деформацию тоже можно назвать упругой (при которой тело стремится вернуть свою форму и размер в изначальное состояние) и неупругой (когда тело не стремится вернуться в исходное состояние).

При деформации возникает сила упругости— это та сила, которая стремится вернуть тело в исходное состояние, в котором оно было до деформации.

Сила упругости, возникающая при упругой деформации растяжения или сжатия тела, про­порциональна абсолютному значению изменения длины тела. Выражение, описывающее эту закономерность, называется законом Гука.

Читайте так же:
Как удлинить алюминиевый провод для розетки

Какой буквой обозначается сила упругости?

Закон Гука

Fупр = kx

Fупр — сила упругости [Н]
k — коэффициент жесткости [Н/м]
х — изменение длины (деформация) [м]

Изменение длины может обозначаться по-разному в различных источниках. Варианты обозначений: x, ∆x, ∆l.

Это равноценные обозначения — можно использовать любое удобное.

Поскольку сила упругости направлена против направления силы, с которой это тело деформируется (она же стремится все «распрямить»), в Законе Гука должен быть знак минус. Часто его и можно встретить в разных учебниках. Но поскольку мы учитываем направление этой силы при решении задач, знак минус можно не ставить.

Задачка

На сколько удлинится рыболовная леска жесткостью 0,3 кН/м при поднятии вверх рыбы весом 300 г?

Решение:

Сначала определим силу, которая возникает, когда мы что-то поднимаем. Это, конечно, сила тяжести. Не забываем массу представить в единицах СИ – килограммах.

m = 300 г = 0,3 кг

Если принять ускорение свободного падения равным 10 м/с*с, то модуль силы тяжести равен :

F = mg = 0,3*10 = 3 Н.

Тогда из Закона Гука выразим модуль удлинения лески:

Выражаем модуль удлинения:

Подставим числа, жесткость лески при этом выражаем в Ньютонах:

x=3/(0,3 * 1000)=0,01 м = 1 см

Ответ: удлинение лески равно 1 см.

Параллельное и последовательное соединение пружин

В Законе Гука есть такая величина, как коэффициент жесткости— это характеристика тела, которая показывает его способность сопротивляться деформации. Чем больше коэффициент жесткости, тем больше эта способность, а как следствие из Закона Гука — и сила упругости.

Чаще всего эта характеристика используется для описания жесткости пружины. Но если мы соединим несколько пружин, то их суммарная жесткость нужно будет рассчитать. Разберемся, каким же образом.

Последовательное соединение системы пружин

Последовательное соединение характерно наличием одной точки соединения пружин.

система пружин

При последовательном соединении общая жесткость системы уменьшается. Формула для расчета коэффициента упругости будет иметь следующий вид:

Коэффициент жесткости при последовательном соединении пружин

1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + … + 1/k_i

k — общая жесткость системы [Н/м] k1, k2, …, — отдельные жесткости каждого элемента [Н/м] i — общее количество всех пружин, задействованных в системе [-]

Параллельное соединение системы пружин

Последовательное соединение характерно наличием двух точек соединения пружин.

параллельное соединение систем пружин

В случае когда пружины соединены параллельно величина общего коэффициента упругости системы будет увеличиваться. Формула для расчета будет выглядеть так:

Коэффициент жесткости при параллельном соединении пружин

k — общая жесткость системы [Н/м] k1, k2, …, ki — отдельные жесткости каждого элемента [Н/м] i — общее количество всех пружин, задействованных в системе [-]

Читайте так же:
Можно ли взять питание от розетки

Задачка

Какова жесткость системы из двух пружин, жесткости которых k₁ = 100 Н/м, k₂ = 200 Н/м, соединенных: а) параллельно; б) последовательно?

Решение:

а) Рассмотрим параллельное соединение пружин.

параллельное соединение пружин

При параллельном соединении пружин общая жесткость

k = k₁ + k₂ = 100 + 200 = 300 Н/м

б) Рассмотрим последовательное соединение пружин.

последовательное соединение пружин

При последовательном соединении общая жесткость двух пружин

1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + … + 1/k

1/k = 1/100 + 1/200 = 0,01 + 0,005 = 0,015

k = 1000/15 = 200/3 ≃ 66,7 Н/м

График зависимости силы упругости от жесткости

Закон Гука можно представить в виде графика. Это график зависимости силы упругости от изменения длины и по нему очень удобно можно рассчитать коэффициент жесткости. Давай рассмотрим на примере задач.

Задачка 1

Определите по графику коэффициент жесткости тела.

коэффициент жесткости

Решение:

Из Закона Гука выразим коэффициент жесткости тела:

Снимем значения с графика. Важно выбрать одну точку на графике и записать для нее значения обеих величин.

Например, возьмем вот эту точку.

точка на графике

В ней удлинение равно 2 см, а сила упругости 2 Н.

Переведем сантиметры в метры: 2 см = 0,02 м И подставим в формулу: k = F/x = 2/0,02 = 100 Н/м

Ответ:жесткость пружины равна 100 Н/м

Онлайн-уроки физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

Задачка 2

На рисунке представлены графики зависимости удлинения от модуля приложенной силы для стальной (1) и медной (2) проволок равной длины и диаметра. Сравнить жесткости проволок.

задача

Решение:

Возьмем точки на графиках, у которых будет одинаковая сила, но разное удлинение.

решение задачи

Мы видим, что при одинаковой силе удлинение 2 проволоки (медной) больше, чем 1 (стальной). Если выразить из Закона Гука жесткость, то можно увидеть, что она обратно пропорциональна удлинению.

Убрать мигание гирлянды

Вы публикуете как гость. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

  • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

Объявления

  • Прочитайте перед созданием темы!
  • Ответов 350
  • Создана 4 г
  • Последний ответ 1 дн
Топ авторов темы

KRAB 27 постов

Falconist 33 постов

Dr. West 33 постов

Огонёк 28 постов

Изображения в теме

Сообщения

Borodach

Merovei Проповедник

Огонёк

I_Avals


Тестер ATX блоков питания ПК

Похожий контент

По ходу создания диорамы(жилая улица), я захотел сделать освещение в виде маленьких фонарей. Раньше делал без освещения а сейчас решил попробовать в этом плане. Но столкнулся с рядом проблем..
1. Изначально хотел подключить светодиоды от гирлянды напрямую к кроне 12В но диод просто проплавил стеклянную оболочку. И тут я понял что нужно уменьшать напряжение. Но вот беда, с электронникой я на вы, ну как.. паять умею, эти основы у меня есть, но чисто подключения проводов к платам))) а во всей электронной движухе я не шарю, но хотел бы.
Прочитав несколько источников я понял что нужны резисторы что бы сбавить ток. Но как их подобрать, и стоит ли, если есть блок управления гирлянды.
2. Вариант с блоком управления. Мне нужен статичный свет, как убрать эффекты с гирлянды я уже понял. Но вот беда. На первых 5ти светодиодах стоят маленькие резисторы, которые не плохо так греются, чему свидетельствует коричневое пятно на прозрачной изоляции. А остальные светодиоды без резисторов. Вопрос, в одной линии 2 цвета, красный и жёлтый, мне нужен только жёлтый, можно ли обрезать красные светодиоды, оставив только один цвет, и подключив через катод →анод?
3. И можно ли убрать пару резисторов из первой 5ки светодиодов, или они там нужны? И мне нужно всего около 10 светодиодов, из 39 шт.

Читайте так же:
Розетка доставка по киеву

Гость Андрей

Приветствую всех, может кто нибудь подсказать тип и номинал светодиода подсветки в телевизоре LG 32LB565U?

нужно красный и зеленый смд светодиоды заменить на дип версию (их характеристики и схема tp4056 ниже). это нужно для того, чтобы вынести за корпус.

Розетки для параллельного подключения

2) Логическое сложение или дизъюнкция:

Дизъюнкция — это сложное логическое выражение, которое истинно, если хотя бы одно из простых логических выражений истинно и ложно тогда и только тогда, когда оба простых логических выраженbя ложны.
Обозначение: F = A v B.

Таблица истинности для дизъюнкции

ABF
111
11
11

3) Логическое отрицание или инверсия:

Инверсия — это сложное логическое выражение, если исходное логическое выражение истинно, то результат отрицания будет ложным, и наоборот, если исходное логическое выражение ложно, то результат отрицания будет истинным. Другими простыми слова, данная операция означает, что к исходному логическому выражению добавляется частица НЕ или слова НЕВЕРНО, ЧТО.

Обозначение: F = ¬ A.

Таблица истинности для инверсии

A¬ А
1
1

4) Логическое следование или импликация:

Импликация — это сложное логическое выражение, которое истинно во всех случаях, кроме как из истины следует ложь. То есть данная логическая операция связывает два простых логических выражения, из которых первое является условием (А), а второе (В) является следствием.

«A → B» истинно, если из А может следовать B.

Обозначение: F = A → B.

Таблица истинности для импликации

ABF
111
1
11
1

5) Логическая равнозначность или эквивалентность:

Эквивалентность — это сложное логическое выражение, которое является истинным тогда и только тогда, когда оба простых логических выражения имеют одинаковую истинность.

ABF
111
1
1
1

6) Операция XOR (исключающие или)

Обозначение: F = A ⊕ B .

ABF
11
11
11

Порядок выполнения логических операций в сложном логическом выражении

1. Инверсия;
2. Конъюнкция;
3. Дизъюнкция;
4. Импликация;
5. Эквивалентность.

Читайте так же:
Розетка двухместная с крышкой шнайдер ip44

Для изменения указанного порядка выполнения логических операций используются скобки.

Таблицы истинности можно составить и для произвольной логической функции F(a, b, c…).

В общем случае таблицы истинности имеют размер 2 N строк комбинаций для N независимых логических переменных.

Законы алгебры логики

Те, кому лень учить эти законы, должны вспомнить алгебру, где знание нескольких способов преобразования позволяет решать очень сложные уравнения.

Строго говоря, это не законы, а теоремы. Но их доказательство не входит в программу изучения. Впрочем, доказательство обычно основывается на построении полной таблицы истинности.

Замечание. Знаки алгебры логики намеренно заменены на сложение и умножение.

Замена операций импликации и эквивалентности

Операций импликации и эквивалентности иногда нет среди логических операций конкретного компьютера или транслятора с языка программирования. Однако для решения многих задач эти операции необходимы. Существуют правила замены данных операций на последовательности операций отрицания, дизъюнкции и конъюнкции.

Так, заменить операцию импликации можно в соответствии со следующим правилом:

A → B = ¬ A / B


Для замены операции эквивалентности существует два правила:

В справедливости данных формул легко убедиться, построив таблицы истинности для правой и левой частей обоих тождеств.

Презентация по физике «Параллельное соединение проводников.»(8 класс)

Параллельное соединение проводниковФедоров А.М. – учитель физики Кюкяйской СО.

Параллельное соединение проводниковФедоров А.М. – учитель физики Кюкяйской СО

1 слайд

Описание слайда:

Параллельное соединение проводников
Федоров А.М. – учитель физики Кюкяйской СОШ Сунтарского улуса

Параллельное соединение лампочекПри параллельном соединении все входящие в не

2 слайд

Описание слайда:

Параллельное соединение лампочек
При параллельном соединении все входящие в него проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи А, а вторым концом к другой точке В.
Поэтому напряжение на участке цепи АВ и на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же:
U = U₁ = U₂

Параллельное соединение проводниковПри параллельном соединении все потребител

3 слайд

Описание слайда:

Параллельное соединение проводников
При параллельном соединении все потребители подключены к одному источнику тока, между клеммами которого имеется определённое напряжение.
Каждый потребитель получает полное напряжение цепи.
При параллельном соединении общий ток является суммой токов, протекающих через отдельные потребители.
I=I₁+I₂+I₃+.

Общее сопротивление при параллельном соединении I=I₁+I₂+I₃+. 𝟏 𝑹 = 𝟏

4 слайд

Описание слайда:

Общее сопротивление при параллельном соединении
I=I₁+I₂+I₃+.
𝟏 𝑹 = 𝟏 𝑹 𝟏 + 𝟏 𝑹 𝟐 + + … для 2 проводников :
R = 𝑹 𝟏 · 𝑹 𝟐 𝑹 𝟏 + 𝑹 𝟐
Обратное значение общего сопротивления равно сумме обратных значений сопротивлений отдельных проводников.
Для проверки формулы можно использовать омметр. При подключении омметра ключ должен быть разомкнут!
Сопротивление цепи R, состоящей из n одинаковых ламп, сопротивлением R₁ каждая, в n раз меньше сопротивления одной лампы: R = R₁/ n.
U = U₁ = U₂
𝟏 𝑹 𝟑

Читайте так же:
Пластина установочная для розеток

Параллельно одинаковые резисторыЕсли параллельно соединены n потребителей, а

5 слайд

Описание слайда:

Параллельно одинаковые резисторы
Если параллельно соединены n потребителей, а сопротивление каждого из них одинаково и равно R, тогда общее сопротивление цепи будет равно R:n.
Можно сделать вывод о том, что при увеличении числа потребителей общая сила тока неограниченно возрастает, что может привести к пожару.
R
При параллельном соединении как бы увеличивается площадь поперечного сечения проводника. Поэтому общее сопротивление цепи уменьшается и становится меньше сопротивления каждого из проводников, входящих в цепь.

6 слайд

Описание слайда:

Схема освещения дома

7 слайд

Описание слайда:

Схема освещения дома

Параллельное включение в сеть различных потребителейСтоить отметить, что при

8 слайд

Описание слайда:

Параллельное включение в сеть различных потребителей
Стоить отметить, что при параллельном соединении эквивалентное сопротивление будет достаточно малым. Соответственно, сила тока будет достаточно большой. Это стоит учитывать при включении в розетки большого количества электрических приборов. Ведь тогда сила тока возрастет, что может привести к перегреванию проводов и пожарам.

УпражненияДаны три параллельно подключённых резистора, у которых сопротивлени

9 слайд

Описание слайда:

Упражнения
Даны три параллельно подключённых резистора, у которых сопротивления соответственно равны 10, 12 и 44 Ом. На каком резисторе напряжение будет больше?
На участке цепи должны быть параллельно включены одинаковые нагревательные элементы с сопротивлением по 100 Ом. Найди, сколько таких потребителей включено в цепь, если полное сопротивление данного участка — 10 Ом.
В люстре 3 лампочки накаливания подключены параллельно. Через первую лампочку течёт электрический ток силой 0,5 A, через вторую — электрический ток силой 1,1 A, через третью — электрический ток силой 1,1 A. Вычисли общую силу тока в цепи.
Параллельно подключены 4 одинаковые лампочки. Сопротивление каждой лампочки равно 160 Ом. Вычисли общее сопротивление цепи.

УпражненияЗадача 1. (Смешанное соединение проводников) Найти сопротивление це

10 слайд

Описание слайда:

Упражнения
Задача 1. (Смешанное соединение проводников)
Найти сопротивление цепи, если R₁ = R₂ =R₃ = 2 Ом.

Задача 2. (Смешанное соединение проводников)
Найти сопротивление цепи, если R₁ = 18 Ом, R₂ = 18 Ом, R₃ = 18 Ом, R₄ =5 Ом.

Использованные ссылкиhttps://uk-parkovaya.ru/wp-content/uploads/c/a/b/cab180f

11 слайд

Описание слайда:

Использованные ссылки
https://uk-parkovaya.ru/wp-content/uploads/c/a/b/cab180fdf49d5db17c9414cccf784f01.jpg
https://www.yaklass.ru/p/fizika/8-klass/izuchaem-elektricheskie-iavleniia-12351/posledovatelnoe-i-parallelnoe-soedineniia-provodnikov-pravila-12364/re-b29e74bb-9f29-4b74-b10c-dfab7f9180d7
https://gydro.com/upload/medialibrary/f57/f57476bfdae012672def360901509346.jpg
https://uk-parkovaya.ru/wp-content/uploads/4/9/b/49b0c978c48bc30ad59c72d2513a3002.png
https://rusenergetics.ru/wp-content/uploads/2020/04/6-параллельное.jpg
https://fsd.multiurok.ru/html/2020/04/24/s_5ea2edf37b4c3/1429517_9.png
http://kornev-school.ru/image/fizika7/f8_mixed_connection/mixed.png
http://kornev-school.ru/image/fizika7/f8_mixed_connection/mixed2.png

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector