Công thức tính lực đàn hồi của vật rắn
|
Trong đó: \(l_o\) - chiều dài ban đầu \(l\) - chiều dài sau khi biến động \(\Delta l \) - độ biến thiên chiều dài ( độ biến dạng )
Biểu thức: \(\varepsilon \doteq \frac{\begin{vmatrix}\Delta l\end{vmatrix}}{l_o}= \alpha .\sigma \) Với \(\alpha\) - là hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu vật rắn Ta có: \( \sigma = \frac{F}{S}= E.\frac{\begin{vmatrix}\Delta l\end{vmatrix}}{l_o}\) Biểu thức \(F_{đh} = k | \Delta l |= E. \dfrac{S}{l_o} | \Delta L|\) Trong đó: \(E = \dfrac{1}{\alpha} => \alpha = \dfrac{1}{E}\)( E gọi là suất đàn hồi hay suất Y-âng) \(k = E. \dfrac{S}{l_o}\) và S là tiết diện của vật
- Biến dạng cơ là sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực. tùy thuộc độ lớn của lực tác dụng, biến dạng của vật rắn có thể là đàn hồi hoặc không đàn hồi. - Định luật Húc về biến dạng đàn hồi (kéo hoặc nén): Trong gới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn đồng chất, hình trụ tỉ kệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó ɛ = \(\frac{\left | \triangle l \right |}{l_{0}}\) = ασ Với α là hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu của vật rắn. - Độ lớn của lực đàn hồi Fdh trong vật rắn tỉ lệ thuận với độ biến dạng của vật rắn. Fdh = k │∆l│, với k = E \(\frac{s}{l_{0}}\) trong đó, E là suất đàn hồi đặc trưng cho tính đàn hồi của chất rắn, k là độ cứng của vật rắn phụ thuộc vào chất liệu và kích thước của vật đó. Đơn vị đo của E là paxcan (Pa) và của k là niutơn trên mét (N/m). Sơ đồ tư duy về biến dạng cơ của vật rắn
II - ĐỊNH LUẬT HÚC 1. Ứng suất Thí nghiệm chứng tỏ độ biến dạng tỉ đối e của thanh rắn không những phụ thuộc vào độ lớn của lực tác dụng F mà còn phụ thuộc vào tiết diện ngang S của thanh đó. Nếu F càng lớn thì S càngnhỏ và e càng lớn. Như vậy, độ biến dạng tỉ đối e của thanh rắn phụ thuộc vào thương số:
Đại lượng s gọi là ứng suất. Đơn vị đo củas là paxcan (Pa): 1 Pa = 1N/m2 2. Định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn Nhà bác học người Anh Rô-bớt Húc(Robert Hooke, 1635 - 1703) là người phát minh ra định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn (đồng chất, hình trụ) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó.
với α là hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu vật rắn (N/m). 3. Lực đàn hồi Từ công thức (35.3) suy ra:
Dưới tác dụng của lực không đổi F, thanh rắn biến dạng một đoạn ∆l. Khi đó, theo định luật III Niutơn và định luật Húc, ta tìm được độ lớn của lực đàn hồi là:
Trong đó:  là suất đàn hồi hay suất Y-âng (Young) đặc trưng cho tính đàn hồi của vật rắn.Đơn vị đo của E cũng là paxcan (Pa). với là hệ số đàn hồi hay độ cứng (N/m)phụ thuộc bản chất và kích thước của thanh rắn. 4. Giới hạn bền và hệ số an toàn của vật liệu a) Giới hạn bền Treo vào một dây thép những vật có trọng lượng tăng dần ta thấy khi lực tác dụng lên dây còn nhỏ thì biến dạng của dây là đàn hồi. Khi lực tác dụng đạt tới một giá trị nào đó thì biến dạng của dây trở thành biến dạng còn dư. Khi lực đạt tới giá trị Fbthì dây đứt. Thương số của Fb và tiết diện ngang của dây gọi là giới hạn bền của vật liệu làm dây: Giới hạn bền được tính ra N/m2. b) Hệ số an toàn Khi chế tạo máy móc hoặc xây dựng các công trình phải chú ý tới giới hạn bền của vật liệu. Phải tính toán sao cho mỗi đơn vị tiết diện ngang của vật liệu chỉ phải chịu những lực nhỏ hơn giới hạn bền của vật liệu n lần. Hệ số n càng lớn thì công trình càng an toàn. Hệ số n được gọi là hệ số an toàn của vật liệu. n thường có giá trị từ 1,7 đến 10. Khái niệm: Khi lực kéo F làm vật rắn biến dạng thì trong vật rắn xuất hiện lực đàn hồi Fđh chống lại biến dạng của vật. Đơn vị tính: Newton (N)
Cập nhật lúc: 10:29 20-09-2017 Mục tin: Vật lý lớp 10
BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN A. Phương pháp giải bài toán về biến dạng do lực gây ra ( biến dạng cơ) - Công thức tính lực đàn hồi: Fđh = k\(\left| {\Delta l} \right|\) ( dùng công thức này để tìm k) Trong đó: k = E\({S \over {{l_0}}}\) ( dùng công thức này để tìm E, S). k ( N/m) độ cứng ( hệ số đàn hồi). E ( N/m2 hay Pa) : goïi laø suaát ñaøn hoài hay suaát Y-aâng. S (m2) : tiết diện. lo (m): chiều dài ban đầu - Độ biến dạng tỉ đối:\({{\left| {\Delta l} \right|} \over {{l_0}}} = {F \over {SE}}\) - Diện tích hình tròn: \(S = \,\pi {{{d^2}} \over 4}\) (d (m) đường kính hình tròn) Nhớ: độ cứng của vật ( thanh,lò xo) tỉ lệ nghịch với chiều dài:\({{{l_1}} \over {{l_2}}} = {{{k_2}} \over {{k_1}}}\) B. Bài tập vận dụng Bài 1: Một sợi dây bằng kim loại dài 2m, đường kính 0,75mm. Khi kéo bằng 1 lực 30N thì sợi dây dãn ra thêm 1,2mm. a. Tính suất đàn hồi của sợi dây. b. Cắt dây thành 3 phần bằng nhau rồi kéo bằng 1 lực 30N thì độ dãn ra là bao nhiêu?
Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây: Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 10 - Xem ngay >> Học trực tuyến Lớp 10 tại Tuyensinh247.com, Cam kết giúp học sinh học tốt, hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.
|
