МІНІСТЕРСТВООСВІТИ І НАУКИ Свердловської області
УПРАВЛІННЯОСВІТИ МО В«АРТЕМІВСЬКИЙ РАЙОНВ»
МО ОУ № 21В«ЦЕНТР ОСВІТИВ»
ОБЛАСТЬ:Природознавство
ПРЕДМЕТ:ФІЗИКА
Механічні властивості твердих тіл впрактиці
Виконавець:Гаряєва Тетяна
учениця 11 В«ГВ»класу
Керівник:Баженова Галина
Дмитрівна
вчительфізики
Артемівський
2005
Зміст
3
1.Механіческіе властивості твердихтел ................................................ 4
1.1.Відидеформації ..................................................................... 4
1.2.Основние припущення про властивості матеріалів і характерідеформування ...................................................................... ..... 14
1.3. Геометрична схематизаціяелементів будівельних конструкцій ... 19
1.4. Зовнішній вплив на тіло.Класифікація навантажень .................. 22
1.5. Внутрішні сили в поперечномуперерізі бруса .............................. 26
1.6. Крутниймомент .................................................................... 30
2.Строітельние матеріали .............................................................. 33
2.2.Сінтетіческіематеріали ........................................................... 38
3.Вибор формидеталі .................................................................. 42
Висновок................................................................................ 54
Списоклітератури ........................................................................ 55
Введення
Дану тему для рефератуя вибрала тому, що вона пов'язана з моєю майбутньою професією. І цю ж тему мизачіпали в курсі фізики. Тому я вирішила більш докладно розглянути видидеформації та способи її обліку. Також стало цікаво, які матеріали використовуютьсяв будівництві, і якими якостями вони повинні володіти. Мені захотілосядізнатися, як вибирають форму деталі, з якої в подальшому роблять різнівироби.
1.Механіческіевластивості твердих тіл.
1.1.Відидеформації.
Види деформації тіл.Механічні властивості твердих тіл обумовлені їх молекулярною структурою.Зовнішній механічний вплив на тіло може приводити до зміни його формиі обсягу, тобто до деформації.
Деформація - змінаформи і розміру твердого тіла під дією зовнішніх сил.
Розрізняють два видидеформацій - пружну і пластичну.
Пружна деформація -деформація, що зберігається після припинення дії зовнішньої сили.
Пружно деформуютьсягума, сталь, людське тіло, кістки і сухожилля.
Пластична деформація -деформація, що зберігається після припинення дії зовнішньої сили.
пластичності свинець,алюміній, віск, пластилін, замазка, жувальна гумка.
Пружна деформація.Модуль Юнга. Розглянемо пружну деформацію (розтягнення) стрижня, довжина якогоl 0 , а площа поперечного перерізу S, під дією зовнішньої сили F (рис.1).
Деформація стержняприпиняється тоді, коли сила пружності стає рівною зовнішній силі.Відповідно до закону Гука
F упр = kО”l,
де О”l - абсолютне подовження стрижня.
Щоб домогтисяаналогічного абсолютного подовження О”l стержня подвійного перетину, потрібно вдвічі більша сила,тому для характеристики пружних властивостей тіла вводиться механічненапруга.
Механічне напруга -фізична величина, рівна відношенню сили пружності до площі поперечногоперерізу тіла:
Пѓ = F упр /S. (1)
механічне напруженнявимірюється в паскалях (Па).
Рис.1. Пружна деформація стрижня
Більш зручною величиноюніж абсолютне подовження є відносне подовження.
Відносне подовженнядорівнює відношенню абсолютного подовження тіла до його первісної довжині:
Оµ = | О”l |/l 0 . (2)
Відносне подовженняпоказує, яку частину первісної довжини l 0 тіла складає його абсолютне подовження.
Висловлюючи F упр і l 0 з рівностей (1) і (2) і підставляючи їх у закон Гука, отримуємо
Пѓ = (kl 0 /S) Оµ.
Коефіцієнтпропорційності (kl 0 /S) між напругою Пѓ і відносним подовженням Оµназивається модулем пружності (або модулем Юнга):
E = kl 0 /S.
Модуль Юнга вимірюється впаскалях (Па).
На відміну від жорсткості k, що характеризує тільки данийстрижень, модуль пружності Eхарактеризує речовина, з якого він зроблений (табл.1).
Таблиця 1
Модуль Юнга для деякихметалів
Речовина
E, Па
Pb
0.16 * 10 11
Al
0.7 * 10 11
Cu
1.1 * 10 11
Fe
1.9 * 10 11
Ni
2.1 * 10 11
W
3.6 * 10 11
Закон Гука
При пружній деформаціїтіла механічне напруження прямо пропорційно відносному подовженнютіла:
Пѓ = EОµ. (3)
при розтягуванні твердоготіла сила пружності стискає зразок. Вона виникає тому, що при збільшенніміжатомної відстані в порівнянні з рівноважним атоми притягуються один доодному. Результуюча сила тяжіння атомів після припинення дії зовнішньоїсили стискає зразок до первісної довжини.
Закон Гуку справедливийлише при малій деформації, тобто при малому відносному подовженні Оµ.
Пластична деформація.Межа міцності. Починаючи з деякого значення Оµ max деформація перестає бути пружною,стаючи пластичної.
Межа пружності -максимальна напруга в матеріалі, при якому деформація ще єпружною.
Пластичні матеріали -матеріали, які не руйнуються при напрузі, що значно перевищуємежа пружності.
Завдяки пластичностіалюміній, мідь, сталь можна піддавати різним механічній обробці: штампуванні,куванні, вигину, розтягу. При подальшому збільшенні деформації матеріалруйнується.
Межа міцності -максимальне напруження, що виникає в тілі до його руйнування.
При стисненні стрижняміжатомні відстані зменшуються. Результуюча сила відштовхування атомівперешкоджає стиску. Більш різке зростання сил відштовхування (при стисканнізразка) у порівнянні з силами тяжіння (при його розширенні) пояснюєтьсявідмінність меж міцності при розтягу і стиску, наведених для рядуматеріалів в таблиці 2.
Таблиця 2
Межа міцності прирозтягу і стиску
матеріал
Розтягнення, МПа
Стиснення, МПа
Бетон
4
30-40
Цегла
5,5
10-21
Мармур
10
110
Граніт
20
240
Залізо
170
650
Кость
110
150
Атоми і молекули втвердих тілах здійснюють теплові коливання біля рівноважн...
