Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бутиков Е.И. -> "Физика для поступающих в вузы" -> 21

Физика для поступающих в вузы - Бутиков Е.И.

Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С. Физика для поступающих в вузы — Наука, 1982. — 610 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyapostupaushih1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 217 >> Следующая


Обратим внимание на то, что в последних рассуждениях использовалось предположение о независимости величины
§ 6. ДВИЖЕНИЕ С ТРЕНИЕМ. УПРУГИЕ ДЕФОРМАЦИИ 55

силы трения скольжения от величины относительной скорости, что -хорошо выполняется при сухом трении.

Итак, хоккейная шайба скользит по льду по прямой. Другое дело в футболе! После «резаного» удара закрученный футбольный мяч летит по весьма замысловатой кривой, изменяя направление движения по горизонтали. Все дело здесь, конечно, в сопротивлении воздуха, которое при скольжении хоккейной шайбы практически никакой роли не играет. Для объяснения искривленной в горизонтальном направлении траектории крученого футбольного мяча нужно представить себе картйну обтекания вращающегося шара набегающим потоком воздуха. Появление при этом «боковой» силы, вызывающей искривление траектории, носит название эффекта Магнуса. Подробнее об этом говорится в главе «Движение жидкостей и газов».

В отличие от сил трения скольжения, возникающих при относительном движении тел, силы упругости определяются только взаимным расположением взаимодействующих тел и возникают при их деформациях. Для твердых тел различают два предельных случая деформаций: упругие и пластические. Если после прекращения внешнего воздействия тело полностью восстанавливает свою форму и 'размеры, то деформация называется упругой. Для упругой деформации характерно существование однозначной связи между величиной деформации и вызывающей ее силой. Опыт показывает, что при малых упругих деформациях величина деформации пропорциональна вызывающей ее силе. Это утверждение носит название закона Гука. При больших деформациях связь между деформациями и силами перестает быть линейной, а затем и вообще становится неоднозначной, т. е. деформация становится пластической. При этом тело остается деформированным хотя бы частично и после прекращения действия внешних сил. Таким образом, является ли деформация упругой или пластической, зависит не только от материала тела, но и от величины приложенных сил.

Упругие деформации используются всюду, начиная от различного типа амортизационных устройств и пружин и кончая тончайшими измерительными приборами. На пластической деформации основаны различные способы холодной обработки металлов: штамповка, ковка, прокатка и др.
56

ДИНАМИКА

Остановимся несколько подробнее на законе Гука, описывающем малые упругие деформации. Этот закон справедлив для различных видов упругой деформации: растяжения, сжатия, сдвига, кручения, изгиба. Например, при растяжении стержня его удлинение Л/ пропорционально приложенной силе F:

F = kAl. . (6.9)

Величину k называют коэффициентом жесткости. При деформации кручения цилиндрическою стержня или проволоки угол закручивания Лер пропорционален вращающему моменту сил М:

М=/Дср, (6.10)

где f называют модулем кручения.

Коэффициенты k и / в формулах (6.9) и (6.10) зависят как от упругих свойств материала, так и от размеров деформируемых тел. Можно ввести постоянные, характеризующие упругие свойства материала и не зависящие от размеров тела. Для изотропного вещества существуют две независимые характеристики упругих свойств — модуль Юнга и коэффициент Пуассона. Проще всего их ввести на примере деформации простого растяжения. При однородной деформации под действием заданной силы F удлинение стержня ДI пропорционально его первоначальной длине /0, поэтому относительное удлинение Д1/10 уже не зависит от длины стержня. Но эта величина еще зависит от поперечного сечения стержня S. Если же вместо силы F ввести напряжение FIS, то при заданном наЬряжении относительное удлинение уже не зависит от поперечного сечения, а определяется только упругими свойствами материала:

М l F -

(6Л1>

Величина Е называется модулем Юнга материала. При растяжении стержня уменьшаются его поперечные размеры. Отношение относительного поперечного сжатия стержня к его относительному продольному удлинению называется коэффициентом Пуассона.
$ 7. ИМПУЛЬС. ДВИЖЕНИЕ ЦЕНТРА МАСС

57

ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ

§ 7. Импульс. Движение центра масс. Реактивное движение

Если известны силы, действующие на материальные точки, то законы динамики дают возможность полностью определить механическое поведение изучаемой системы. Применение второго закона Ньютона к каждой из материальных точек позволяет найти ее ускорение в данном месте в данный момент времени и тем самым последовательно, шаг за шагом, проследить ее движение. Но часто такая детальная информация о движении бывает не нужна. Иногда нас интересует только конечное состояние изучаемой системы, а ее промежуточные состояния, через которые система приходит в конечное состояние, не представляют интереса. В некоторых случаях нас вообще интересует только движение системы как целого, а не движение отдельных частиц, входящих в систему. В подобных случаях быстрее всего к цели приводит не непосредственное применение законов Ньютона, а использование законов сохранения.
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 217 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed