Заняття №_17

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.