силы упругости точка приложения силы
Силы упругости точка приложения силы
В физике выделяют четыре типа сил:
Явление деформации тела.
Под деформацией понимают изменение объема или формы тела.
Для того чтобы резиновый шнур или пружина действовали с некоторой силой на ваши руки, эти тела нужно предварительно растянуть, т. е. деформировать. Чтобы упругая сетка батута подбросила акробата, ее нужно предварительно прогнуть. Такой прогиб возникает при прыжке на сетку с некоторой высоты. При исчезновении деформации одновременно исчезают и силы упругости. Сила упругости возникает при всех видах деформации.
Сила упругости — это сила, возникающая при упругой деформации тела и направленная в сторону, противоположную смещению частиц тела в процессе деформации.
или 
Направление, точка приложения силы упругости
Сила упругости:
1. действует между соседними слоями деформированного тела и приложена к каждому слою;
2. действует со стороны деформированного тела на соприкасающееся с ним тело, вызывающее деформацию, и приложена в месте контакта данных тел перпендикулярно их поверхностям (типичный пример — сила реакции опоры).
Сила упругости направлена противоположно деформации.
Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра.
Виды сил упругости:
Если тело подвешено на нити то силу упругости еще называют – силой натяжения нити, если тело лежит на столе, то силой реакции опоры.
П оследовательное и параллельное соединение пружин.
При последовательном соединении, например, пружин жесткость рассчитывается по формуле
При параллельном соединении жесткость 
Составить план обобщенного характера изучения физической величины – сила упругости
План изучения величин: Сила упругости
1. Какое явление и свойство тел (веществ) характеризует данная величина.
2. Определение величины.
3. Определительная формула (для производной величины – формула, выражающая связь данной величины с другими).
4. Какая величина – скалярная или векторная.
5. Единица величины в СИ.
6. Способы измерения величины
Пример решения задач:
Задача 1. Какие силы надо приложить к концам проволоки, жесткость которой 100 кН/м, чтобы растянуть ее на 1 мм?
1. На сколько удлинится рыболовная леска жесткостью 0,5 кН/м при поднятии вертикально вверх рыбы массой 200 г?
2. Спиральная цилиндрическая пружина передней подвески колес автомобиля «Жигули» имеет длину в свободном состоянии 360 мм и под действием силы 4,35 кН должна сжиматься до 230 мм. Пружина задней подвески колес имеет длину 442 мм и под действием силы 4,4 кН сжимается до 273 мм. Найти жесткость пружин.
1. При каком условии появляются силы упругости?
2. При каких условиях выполняется закон Гука?
3. Перечислите виды деформации?
4. В каких единицах измеряется сила упругости?
5. Сформулируйте определение силы упругости?
6. Изобразите на рисунке направление силы упругости?
7. Сформулируйте закон Гука?
8. Как определить жесткость пружины?
Сила упругости
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.
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.
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:
Сила упругости: Закон Гука
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.
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.
Если принять ускорение свободного падения равным 10 м/с*с, то модуль силы тяжести равен :
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.
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.
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 [-]
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.
При параллельном соединении пружин общая жесткость
k = k₁ + k₂ = 100 + 200 = 300 Н/м
б) Рассмотрим последовательное соединение пружин.
При последовательном соединении общая жесткость двух пружин
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.
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.
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
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.
Решение:
Возьмем точки на графиках, у которых будет одинаковая сила, но разное удлинение.
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.
Значит жесткость стальной проволоки больше.
Ответ: жесткость стальной проволоки больше медной.
Бесплатный марафон: как самому создавать игры, а не только играть в них (◕ᴗ◕)
Записаться на марафон
Бесплатный марафон: как самому создавать игры, а не только играть в них (◕ᴗ◕)
I. Механика
Тестирование онлайн
Что надо знать о силе
Ниже представлены основные силы, действующие в природе. Придумывать не существующие силы при решении задач нельзя!
Сил в природе много. Здесь рассмотрены силы, которые рассматриваются в школьном курсе физики при изучении динамики. А также упомянуты другие силы, которые будут рассмотрены в других разделах.
Сила тяжести
На каждое тело, находящееся на планете, действует гравитация Земли. Сила, с которой Земля притягивает каждое тело, определяется по формуле
Точка приложения находится в центре тяжести тела. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз.
Сила трения
Познакомимся с силой трения. Эта сила возникает при движении тел и соприкосновении двух поверхностей. Возникает сила в результате того, что поверхности, если рассмотреть под микроскопом, не являются гладкими, как кажутся. Определяется сила трения по формуле:
Сила приложена в точке соприкосновения двух поверхностей. Направлена в сторону противоположную движению.
Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра
Сила реакции опоры
Представим очень тяжелый предмет, лежащий на столе. Стол прогибается под тяжестью предмета. Но согласно третьему закону Ньютона стол воздействует на предмет с точно такой же силой, что и предмет на стол. Сила направлена противоположно силе, с которой предмет давит на стол. То есть вверх. Эта сила называется реакцией опоры. Название силы «говорит» реагирует опора. Эта сила возникает всегда, когда есть воздействие на опору. Природа ее возникновения на молекулярном уровне. Предмет как бы деформировал привычное положение и связи молекул (внутри стола), они, в свою очередь, стремятся вернуться в свое первоначальное состояние, «сопротивляются».
Абсолютно любое тело, даже очень легкое (например,карандаш, лежащий на столе), на микроуровне деформирует опору. Поэтому возникает реакция опоры.
Специальной формулы для нахождения этой силы нет. Обозначают ее буквой 
, но эта сила просто отдельный вид силы упругости, поэтому она может быть обозначена и как 
Сила приложена в точке соприкосновения предмета с опорой. Направлена перпендикулярно опоре.
Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра
Сила упругости
Сила упругости направлена противоположно деформации.
Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра
При последовательном соединении, например, пружин жесткость рассчитывается по формуле
При параллельном соединении жесткость
Жесткость образца. Модуль Юнга.
Модуль Юнга характеризует упругие свойства вещества. Это постоянная величина, зависящая только от материала, его физического состояния. Характеризует способность материала сопротивляться деформации растяжения или сжатия. Значение модуля Юнга табличное.
Подробнее о свойствах твердых тел здесь.
Вес тела
Формулы определения веса нет. Обозначается эта силы буквой 
.
Сила реакции опоры или сила упругости возникает в ответ на воздействие предмета на подвес или опору, поэтому вес тела всегда численно одинаков силе упругости, но имеет противоположное направление.
Определить направление ускорения возможно, если определить, куда направлена равнодействующая сила
Сила Архимеда
Сила возникает в результате взаимодействия тела с жидкость (газом), при его погружении в жидкость (или газ). Эта сила выталкивает тело из воды (газа). Поэтому направлена вертикально вверх (выталкивает). Определяется по формуле:
В воздухе силой Архимеда пренебрегаем.
Электрические силы
Существуют силы электрического происхождения. Возникают при наличии электрического заряда. Эти силы, такие как сила Кулона, сила Ампера, сила Лоренца, подробно рассмотрены в разделе Электричество.
Схематичное обозначение действующих на тело сил
Для того, чтобы верно обозначить силы, необходимо перечислить все тела, с которыми исследуемое тело взаимодействует. Определить, что происходит в результате взаимодействия с каждым: трение, деформация, притяжение или может быть отталкивание. Определить вид силы, верно обозначить направление. Внимание! Количество сил будет совпадать с числом тел, с которыми происходит взаимодействие.
Главное запомнить
1) Силы и их природа;
2) Направление сил;
3) Уметь обозначить действующие силы
Силы трения*
Трение качения определяется по формуле
Сила сопротивления возникает при движении тела в жидкости или в газе. Величина силы сопротивления зависит от размеров и формы тела, скорости его движения и свойств жидкости или газа. При небольших скоростях движения сила сопротивления пропорциональна скорости тела
При больших скоростях пропорциональна квадрату скорости
Взаимосвязь силы тяжести, закона гравитации и ускорения свободного падения*
Рассмотрим взаимное притяжение предмета и Земли. Между ними, согласно закону гравитации возникает сила 
А сейчас сравним закон гравитации и силу тяжести 
Величина ускорения свободного падения зависит от массы Земли и ее радиуса! Таким образом, можно высчитать, с каким ускорением будут падать предметы на Луне или на любой другой планете, используя массу и радиус той планеты.
Расстояние от центра Земли до полюсов меньше, чем до экватора. Поэтому и ускорение свободного падения на экваторе немного меньше, чем на полюсах. Вместе с тем, следует отметить, что основной причиной зависимости ускорения свободного падения от широты местности, является факт вращения Земли вокруг своей оси.
При удалении от поверхности Земли сила земного тяготения и ускорения свободного падения изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния до центра Земли.
Сила упругости
В случае упругих деформаций энергия деформации является потенциальной. Сила упругости имеет электромагнитную природу, являясь макроскопическим проявлением межмолекулярного взаимодействия. В простейшем случае растяжения/сжатия тела сила упругости направлена противоположно смещению частиц тела, перпендикулярно поверхности.
Вектор силы противоположен направлению деформации тела (смещению его молекул). Если исчезает деформация тела, то исчезает и сила упругости.
В Международной системе единиц (СИ) сила упругости так же, как и все другие силы, измеряется в ньютонах (русское обозначение: Н; международное: N).
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Перед использованием любой новый материал должен пройти ряд испытаний, в том числе и механическое испытание на растяжение.
Магнитосопротивление (магниторезистивный эффект) — изменение электрического сопротивления материала в магнитном поле. Впервые эффект был обнаружен в 1856 Уильямом Томсоном. В общем случае можно говорить о любом изменении тока через образец при том же приложенном напряжении и изменении магнитного поля. Все вещества в той или иной мере обладают магнетосопротивлением. Для сверхпроводников, способных без сопротивления проводить электрический ток, существует критическое магнитное поле, которое разрушает.
Псевдогармоническое колебание — разновидность колебаний, для которых возвращающая сила (сила, стремящаяся вернуть тело в равновесное состояние) не является линейной по величине отклонения. Другими словами, это колебания, для которых «гибкость» системы зависит от перемещения.
Пластическая деформация твердых тел (ползучесть) может происходить двумя принципиально разными механизмами: дислокационным и диффузионным.
Тема: Сила упругости. Закон Гука.
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ГОРОД АРМАВИР
МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 18
С УГЛУБЛЕННЫМ ИЗУЧЕНИЕМ ПРЕДМЕТОВ
У чител ь физики Кулаковский В.С.
Тема: Сила упругости. Закон Гука.
Межпредметные связи: с математикой (функция у = кх, построение и чтение графиков линейных функций)
Цель урока: Сформулировать первоначальные представления о силе упругости. Выявить природу силы упругости. Сформулировать закон Гука.
Обеспечить усвоение знаний о понятии силы упругости;
Формировать умение, применяя закон Гука, решать задачи и упражнения.
Планируемые результаты обучения:
Общие предметные: научатся понимать смысл закона Гука, раскрывающего связь между удлинением (растяжением или сжатием) и силой упругости; пользоваться методами научного познания (наблюдение, сравнение, измерение) , обнаруживать зависимость между удлинением тела и силой упругости, объяснять полученные результаты и делать выводы; применять знания о растяжении тела под действием силы упругости для объяснения работы динамометра.
Частные предметные: научатся понимать и объяснять явление деформации тела, понимать смысл закона Гука, измерять силу упругости, владеть экспериментальными методами исследования зависимости удлинения пружины от приложенной силы, изображать графически, показывать точку приложения и направления.
Познавательные – управлять своей познавательной и учебной деятельностью посредством постановки целей; анализировать наблюдаемые явления, обобщать и делать выводы.
Регулятивные – самостоятельно формулировать познавательную задачу; осознавать качество и уровень усвоения учебного материала.
Коммуникативные – организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками.
Личностные: формирование самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений; развитие культуры умственного труда.
Учебно-методическое обеспечение: учебник Перышкин А.В. Физика 7 кл.: Учеб. для общеобраз. учеб. заведений. М: Дрофа, 2014
Время реализации занятия: 45 минут
В ид медиапродукта: наглядная презентация учебного материала
Целесообразность использования медиапродукта на занятии:
повышение эффективности усвоения учебного материала за счет одновременного изложения учителем необходимых сведений и показа демонстрационных фрагментов;
каждый фрагмент урока связан логической цепочкой в единое целое;
развитие наглядно-образного мышления за счет повышения уровня наглядности;
интенсификация учебно-воспитательного процесса (автоматизация процесса контроля, увеличение количества предлагаемой информации, уменьшение времени подачи нового материала);
формирование информационной культуры;
смена видов деятельности на уроке делают его насыщенным, разнообразным, что способствует повышению интереса обучающихся.
Необходимое оборудование и материалы для занятия:
— компьютерная презентация урока
для демонстрационного эксперимента:
— прибор для демонстрации видов деформаций;
— пружины различной жесткости;
для фронтального эксперимента учащихся на каждый стол:
— инструкция по проведению эксперимента.
углубленный деятельностный подход, формирование не только знаний, но и умений и навыков, смещение акцента с деятельного учителя на деятельного ученика;
развитие самостоятельности обучающихся, формирование умений создавать новое знание, принимать решения, выработка навыков поисково-исследовательской деятельности.
Словесные (рассказ, беседа);
Наглядные (метод иллюстраций – презентация, метод демонстраций – демонстрация опытов);
Практические (фронтальный эксперимент, решение задач различных типов).
Человек не может изменить законы,
но он может их познать и учитывать в жизни и на практике.
Учитель: Добрые день, ребята!
«Познать законы природы – наша цель!». Их вы изучаете и исследуете каждый раз на уроках физики. Физика любит удивлять вас, любит, чтобы вы наблюдали и думали, получали научные знания об окружающем нас мире с помощью Его Величества «Эксперимента». И тогда наверняка никто не забудет про нее.
Актуализация знаний и жизненного опыта обучающихся. Постановка учебной проблемы.
Учитель: А сейчас, непосредственно, приступим к проверке домашнего задания.
Что же такое сила? Каковы единицы силы?
Что может произойти с телом, на которое действует сила?
Что является причиной падения всех тел на Землю?
Какую силу называют силой тяжести?
В чем причина ее возникновения?
Как зависит сила тяжести от массы тела?
Организация решения трудного задания:
Учитель: Добрые На столе лежат два яблока. Масса одного яблока 100 г, а другого – в два раза меньше. Сравните силы тяжести, действующие на эти яблоки.
Ученик: Поскольку сила тяжести прямо пропорциональна массе тела, то на яблоко массой в два раза меньше действует и сила тяжести, в два раза меньшая.
Учитель: Сегодня мы продолжим знакомство с понятием сил в природе, познакомимся с ещё одним видом силы. С помощью эксперимента установим, от каких величин она зависит и как возникает. А также будем продолжать расширение своего кругозора в области физики.
Первичное восприятие и осознание обучающими нового материала.
Учитель: Хорошо! Это мы повторили, вспомнили, о чём начали говорить на прошлом уроке. Давайте вспомним, как будут двигаться тела под действием силы тяжести?
Ученик: падать на землю.
Демонстрация: груз подвешиваем к пружине, книга лежит на столе.
Учитель: Но почему же тогда книга, лежащая на столе, или груз, подвешенный к пружине, не падают?
Ученик: значит действует еще какая то сила.
Вывод: Кроме силы тяжести, направленной вниз, на тела действует еще какая-то сила, направленная вверх.
Учитель: Как же возникла эта сила? Что происходит с пружиной, когда к ней подвешивают тело?
Учитель: Тела деформируются, увеличиваются или уменьшаются расстояния между молекулами тела, следовательно, увеличиваются силы притяжения или отталкивания между молекулами вещества.
Если исчезает деформация, то тело принимает свою исходную форму.
Демонстрация : груз снять с пружины.
Вывод: Значит, эта сила возвращает тело в исходное состояние. Эта сила называется силой упругости.
Сообщение темы. Постановка цели и задач урока.
Учитель: Открываем свои рабочие тетради, записываем на полях число и тему урока “Сила упругости. Закон Гука”.
Внимательно прочитайте тему урока.
Что от вас ожидается сегодня на уроке?
Чему нужно научиться? Какие цели и задачи вы бы предложили?
усвоить суть понятия «сила упругости»;
изучить закон Гука;
научиться решать задания, используя закон Гука.
Изучение нового материала.
Учитель:
Дадим определение новой физической величине:
Сила упругости – это сила, возникающая при деформации тела и стремящаяся вернуть тело в исходное состояние.
Единицы измерения: Н (ньютон)
Точка приложения: Приложена к телу в месте соприкосновения двух тел.
Учитель: Как определить направление силы упругости?
Ученик: Выяснить, в какую сторону смещаются частицы вещества. В противоположную сторону будет направлена сила упругости, т.к. она возвращает тело в исходное состояние.
Предлагает выполнить задание.
Учитель: Покажите на чертеже стрелки, указывающие направление силы упругости, действующей на тело.
Учитель: Точку приложения и направление силы упругости мы выяснили. Теперь необходимо определить модуль силы упругости.
Возьмите большие листы и подпишите на них свою фамилию. (Приложение к уроку)
Учитель: Как называется измерительный прибор, который закреплен в штативе?
Учитель: Каково его назначение?
Ученик: прибор для измерения силы.
Учитель: Подвесьте к динамометру груз. Что произошло с пружиной?
Ученик: пружина деформировалась. Следовательно, возникла сила упругости. Пружина растягивалась до тех пор, пока сила упругости не уравновесила силу тяжести. Динамометром можно измерять и силу упругости.
Учитель: Как найти удлинение пружины?
Организация проведения исследовательского эксперимента.
Выясним с помощью эксперимента, как зависит сила упругости от удлинения пружины.
Определите цену деления ваших измерительных приборов (динамометра и линейки). Проведите исследование. Указания к работе есть в ваших листах (инструкция к эксперименту дана в приложении).
Сила упругости прямо пропорциональна изменению длины пружины.
Запишем эту зависимость: у = кх.
F упр. = к Δ l – Модуль силы упругости при растяжении (или сжатии) тела прямо пропорционален изменению длины тела.
Эту зависимость впервые установил в 1667г. английский ученый Р.Гук, поэтому закон носит его имя.
к – коэффициент пропорциональности, он называется жесткостью тела.
Различные тела имеют разную жесткость. Большую жесткость имеют тела, у которых деформация мала.
Жесткость зависит от: формы, размеров и вещества, из которого это тело изготовлено. Жесткость измеряется в Н/м.
Мы рассмотрели только два вида деформаций – растяжение и сжатие.
Но бывают и другие виды: кручение, изгиб, сдвиг.
Демонстрация: (показать различные виды деформаций с помощью прибора)
Обучающимся предлагается встать со своих мест, и, закрепляя виды деформаций, показать с помощью своего тела все 5 видов деформаций:
Учитель: Данный вид деформации испытывают тросы, канаты, цепи, стяжки между вагонами.
Учитель: Данный вид деформации испытывают опоры мостов, фундаменты строений, материалы, подвергающиеся прессованию и т.д.
Учитель: Деформации сдвига подвержены все балки в местах опор, заклепки и болты скрепляющие детали ит. Д. сдвиг на большие углы приводит к срезу. Срез происходит при работе ножниц, зубьев пилы…
Учитель: Деформация кручения возникает при скачивании изделий и деталей.
Учитель: Деформации изгиба возникают при пригибании опоры. Чем больше прогибается опора, тем больше сила упругости.
Продолжение изучения нового материала.
Упругая деформация – если после прекращения действия силы, тело возвращается в исходное состояние.
Границы применимости закона Гука:
Закон Гука справедлив только при малых упругих деформациях.
Закрепление полученных знаний:
По графику зависимости F упр (Δ l ) определите жесткость пружины динамометра.
3. Пружина имеет жесткость 100Н/м. Под действием некоторой силы она удлинилась на 10 см. Определите возникшую силу упругости. (100Н)
6. Подведение итогов урока. Рефлексия.
Учитель побуждает обучающихся к размышлению над вопросами:
Как бы я оценил свой результат решения заданий на уроке?
Какие задания вызвали у меня наибольшие затруднения?
Каких знаний у меня не хватает для решения всех заданий?
Какое домашнее задание я бы себе задал?
Р. Д. Минькова, В. В. Иванова Рабочая тетрадь
Стр 50 Опыт с ластиком.
Спасибо за урок! Желаю успехов!
Инструкция по выполнению эксперимента
Определение зависимости силы упругости
от величины деформации тела, измерение жесткости пружины.
1) установить зависимость силы упругости от удлинения тела;
2) определить жесткость пружины динамометра.
Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, динамометр, набор грузов, линейка.
1) Указания к работе
Подвесьте к крючку динамометра груз, масса которого 100 г. Измерьте удлинение пружины. Заметьте при этом показание динамометра.
Подвесьте к динамометру второй груз. Повторите измерения.
Подвесьте к динамометру третий груз. Повторите измерения.
Занесите данные в таблицу измерений.
По полученным данным постройте график зависимости силы упругости от величины деформации тела.
Сделайте вывод о том, как зависит сила упругости от удлинения тела.
Цена деления линейки: Ц.д. =
Цена деления динамометра : Ц.д.=
2) По графику зависимости силы упругости от удлинения тела определите жесткость пружины динамометра.
Подведите итог свой работы на уроке. Ответе на поставленные вопросы.
Как бы я оценил свой результат решения заданий на уроке?
Какие задания вызвали у меня наибольшие затруднения?
Каких знаний у меня не хватает для решения всех заданий?