Властивості твердих тіл. Види деформацій.Закон Гука.
1. Властивості твердих тіл:
а) молекули в твердих тілах розміщені впритул одна біля одної;
б) для твердих тіл важко змінити форму і об’єм;
в) тверді тіла проявляють пружність, пластичність, крихкість, міцність, твердість;
г) для твердих тіл існує далекий порядок в розміщенні молекул.
2. Кристали – це тверді тіла, атоми і молекули яких займають правильні, впорядковані положення в просторі.
Анізотропія кристалів – це залежність фізичних властивостей від вибраного в середині кристалу напряму.
Монокристал – це один кристал.
Полікристалічне тіло – це тіло, яке складається з великої кількості кристалів. Наприклад – метали. Полікристали не проявляють властивості анізотропії.
3.Аморфні тіла – це тверді тіла, атоми і молекули яких не займають правильні положення в просторі. Приклади: пластмаси, скло, смола.
Аморфні тіла відрізняються від кристалічних тим, що вони (аморфні) не мають сталої температури плавлення, і проявляють текучість.
|
|
4. Види кристалічних решіток:
а) іонна – це решітка, яка характеризується наявністю у вузлах решітки іонів, між якими діють електричні сили. Приклад: NaCl;
б) атомна - характеризується наявністю у вузлах решітки атомів, між якими діють ковалентні зв’язки (за допомогою електронних пар). Приклад: алмаз;
в) молекулярна – характеризується наявністю у вузлах решітки молекул, між якими діють міжмолекулярні сили. Приклад: лід;
г) металічна – характеризується наявністю у вузлах решітки позитивних іонів, які взаємодіють між собою через вільні електрони.
5. Види деформацій
Деформація – це зміна форми і об’єму твердого тіла під дією зовнішніх сил. В залежності від величини зовнішньої сили, деформації є:
пружні – це деформації, які зникають після припинення дії зовнішньої сили;
пластичні – це деформації, які не зникають після припинення дії зовнішньої сили.
В залежності від напряму сили дії, деформації є:
а) деформації розтягу (стиску).
1) деформації згину, зкручення.
б) деформації зсуву.
2) деформації зрізу.
6. Абсолютна і відносна деформації.
- абсолютне видовження
- початкова довжина
- кінцева довжина
- відносне видовження
7. Механічна напруга () – це відношення сили пружності, яка виникає в твердих тілах до площі поперечного перерізу тіла.
- механічна напруга
F – сила (Н)
S – площа поперечного перерізу (площа перерізу, переріз)
Механічна напруга вимірюється в Па
8. Закон Гука (через відносне видовження):
Механічна напруга, яка виникає в твердому тілі, прямо пропорційна відносному видовженню.
|
|
- закон Гука через відносне видовження
– модуль пружності (модуль Юнга), вимірюється у Па, заданий в таблицях
- відносне видовження
; - абсолютне видовження
9. Закон Гука (через абсолютне видовження):
Сила пружності, яка виникає в твердому тілі, прямо пропорційна абсолютному видовженню
- площа поперечного перерізу
= =
- коефіцієнт жорсткості (жорсткість)
- закон Гука через абсолютне видовження
10. Потенціальна енергія пружно-деформованого тіла, визначається за формулою:
11. Діаграма розтягу – це графік залежності напруги від відносного видовження.
- границя пропорційності – це максимальна механічна напруга, при якій виконується закон Гука.
- границя пружності – це максимальна механічна напруга,, при якій ще непомітні залишкові деформації (тіло залишається пружним)
- границя текучості – це максимальна механічна напруга, при якій тіло проявляє текучість (видовжується), а механічна напруга залишається сталою.
- границя міцності – це максимальна механічна напруга, при якій тверде тіло руйнується.
12. Запас міцності (n) – це число, яке показує, в скільки разів границя міцності більша за допустиму механічну напругу.
- запас міцності
13. Механічні властивості твердих тіл:
а) пружні тіла – це тіла, які проявляють пружні деформації;
б) пластичні тіла – це тіла, які проявляють пластичні деформації;
в) крихкі тіла – це тіла, які руйнуються при невеликих зовнішніх навантаженнях;
г) міцні тіла – це тіла, які мають великий запас міцності;
д) тверді тіла – тіло твердіше за інше, якщо воно залишає подряпини на поверхні іншого.