Билет № 10
Силы упругости: природа сил упругости; виды упругих деформаций; закон Гука.
|
Вынужденные электромагнитные колебания. Переменный ток: генератор переменного тока; мощность переменного тока; действующие значения силы переменного тока и напряжения; активное, индуктивное, емкостное сопротивления. |
Деформацией называется изменение формы или объема тела. шнур окажется деформированным — станет длиннее и тоньше. Деформация возникает всегда, когда различные части тела под действием сил перемещаются неодинаково. Шнур после прекращения действия на него сил возвращается в исходное состояние. Деформации, которые полностью исчезают после прекращения действия внешних сил, называются упругими. Кроме резинового шнура, упругие деформации испытывают пружина, стальные шарики при столкновении и т. д. Теперь сожмите кусочек пластилина. В ваших руках он легко примет любую форму. Первоначальная форма пластилина не восстановится сама собой. Пластилин «не помнит», какая форма у него была раньше. Деформации, которые не исчезают после прекращения действия внешних сил, называются пластическими. Пластическую деформацию при небольших, но не кратковременных воздействиях испытывают глина, воск, свинец. Деформации растяжения (сжатия), сдвига, кручения, изгиба. Сила, вызванная деформацией тел и препятствующая изменению объема тела, называется силой упругости. Причиной деформации является движение одних частей тела относительно других. Особенность силы упругости состоит в том, что она направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения тел. В пружинах, стержнях и шнурах сила упругости направлена вдоль их осей.
механическим напряжением называют отношение модуля силы упругости F к площади поперечного сечения S тела:
В СИ за единицу напряжения принимается 1 Па = 1 Н/м , как и для давления. Закон Гука. Опыт показывает: при малых деформациях напряжение прямо пропорционально относительному удлинению
Коэффициент пропорциональности Е, входящий в закон Гука, называется модулем упругости или модулем Юнга, для большинства широко распространенных материалов модуль Юнга определен экспериментально |
Широко применяется только переменный ток. Это обусловлено тем, что напряжение и силу переменного тока можно преобразовывать практически без потерь энергии. Переменный ток получают при помощи генераторов переменного тока с использованием явлений электромагнитной индукции. переменная ЭДС индукции вызывает в цепи переменный ток. При наибольшем значении ЭДС сила тока будет иметь максимальное значение и наоборот. Это явление называется совпадением по фазе. Характеристикой переменного тока могут быть действия, которые не зависят от направления тока и могут быть такими же, как и при постоянном токе. К таким действиям можно отнести тепловое. К примеру, переменный ток протекает через проводник с заданным сопротивлением. Через определенный промежуток времени в этом проводнике выделится какое-то количество тепла. Можно подобрать такое значение силы постоянного тока, чтобы на этом же проводнике за то же время выделялось этим током такое же количество тепла, что и при переменном токе. Такое значение постоянного тока называется действующим значением силы переменного тока. сила переменного тока определяется не только активным сопротивлением цепи R, но и ее индуктивным или емкостным сопротивлением. Представим себе, например, что какой-нибудь участок цепи имеет только емкостное сопротивление, т. е. содержит только конденсатор. Процесс прохождения тока через конденсатор, процесс многократно повторяющейся зарядки и разрядки этого конденсатора. В течение той четверти периода, когда конденсатор заряжается, источник расходует некоторую энергию, которая запасается в конденсаторе в виде энергии его электрического поля. Но в следующую четверть периода конденсатор разряжается и отдает обратно в сеть практически всю запасенную в нем энергию. Таким образом, если пренебречь обычно очень малыми потерями энергии на нагревание диэлектрика в конденсаторе, то прохождение тока через конденсатор не связано с выделением в нем мощности. В цепи переменного тока кроме резисторов могут использоваться катушки индуктивности и конденсаторы. Для переменного тока эти элементы обладают реактивным сопротивлением |