Вход

Твердые тела

Реферат по физике
Дата добавления: 23 января 2002
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 378 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Долгое время казалось , что самое интересное в Физике - это исследов ания микромира и микрокосмоса . Именно там пыта лись найти ответы на наиболее важные , фунд аментальные вопросы , объясняющие устройство окруж ающего мира . А сейчас образовался третий ф ронт исследований - изучение твёрдых тел. Почему же так важно исследовать твёрдые тела ? Огромную роль , конечно , играет здесь практическая деятельность человека . Твёрдые тел а - это металлы и диэлектрики , без которых немыслима электротехника , это - полупроводники , лежащие в основе современной электроники , м агниты , сверхпроводн ики , конструкционные матер иалы . Словом , можно утверждать , что научно-техни ческий прогресс в значительной мере основан на использовании твёрдых тел. Но не только практическая сторона дела важна при их изучении . Сама внутрення я логика развития науки - физ ики твёрд ого тела - привела к пониманию важности ко ллективных свойств больших систем. Твёрдое тело состоит из миллиарда частиц , которые взаимодействуют между собой . Э то обусловливает появление определённого порядка в системе и особых свойств всего кол ич ества микрочастиц . Так , коллективные сво йства электронов определяют электропроводность т вёрдых тел , а способность тела поглощать т епло - теплоёмкость - зависит от характера колле ктивных колебаний атомов при тепловом движени и . Коллективные свойства объясня ю т все основные закономерности поведения твёрдых тел. Структура твёрдых тел многообразна . Те м не менее , их можно разделить на два больших класса : кристаллы и аморфные тела . Рис . 1 Кристаллы - это твёрдые тела , атомы или молекулы которых зани мают определённые , упорядоченные пол ожения в пространстве . Поэтому кристаллы имеют плоские грани . Например , кру пинка обычной поваренной соли имеет плоские грани , составляющие друг с другом прямые углы (рис . 1). Это можно заметить , рассматрив ая соль с помощ ью лупы . Строгая пе риодичность в расположении атомов приводит к сохранению порядка на больших расстояниях (в таком случае говорят , что имеется дал ьний порядок ). А как геометрически правильна форма снежинки ! В ней также отражена ге ометрическая правильность внутреннего стр оения кристаллического твёрдого тела - льда. Однако , правильна я внешняя форма не единственное и даже не самое главное следствие упорядоченного строения кристалла . Главное - это зависимость физических свойств от выбранного в кристалле направл ения . Прежде всег о , бросается в глаза различная механическая прочность кристаллов по разным направлениям . Например , кусок слюды легко расслаивается в одном из направлений на тонкие пластинки , но разорвать его в направлении , перпенди кулярном пластинкам , гор аздо труднее . Так же легко расслаивается в одном направлен ии кристалл графита . Когда вы пишете каран дашом , такое расслоение происходит непрерывно и тонкие слои графита остаются на бумаге . Это происходит потому , что кристаллическая решётка графита имеет сл о истую структуру . Слои образованы рядом параллельных сеток , состоящих из атомов углерода . Атомы располагаются в вершинах правильных шестиуго льников . Расстояние между слоями сравнительно велико - примерное в два раза больше , чем длина стороны шестиугольника, поэтому свя зи между слоями менее прочны , чем связи внутри них . Многие кристаллы по-разному пров одят теплоту и электрический ток в различ ных направлениях . От направления зависят и оптические свойства кристаллов . Так , кристалл кварца по-разному преломляет с вет в зависимости от направления падающих на него лучей. Зависимость физических свойст в от направления внутри кристалла называют анизотропией . Все кристаллические тела анизотропные. Кристаллическую структуру имеют металлы . Именно металлы преимуществен но используютс я в настоящее время для изготовления оруд ий труда , различных машин и механизмов. Если взять сравнительно большой кусок металла , то на первый взгляд его крис таллическая структура никак не проявляется ни во внешнем виде куска ни в его ф изичес ких свойствах . Металлы в обычном состоянии не обнаруживают анизотропии. Дело здесь в том , что металл об ычно состоит из огромного количества сросшихс я друг с другом кристалликов . Под микроско пом или даже с помощью лупы их нетруд но рассмотреть , особенно на свежем излом е металла . Свойства каждого кристаллика завис ят от направления , но кристаллики ориентирова нны по отношению друг к другу беспорядочн о . В результате в объёме , значительно прев ышающем объём отдельных кристалликов все напр авления внутри металлов р авноправны и свойства металлов одинаковы по всем направлениям. Твёрдое тело , состоящее из большого числа маленьких кристалликов , называют монокрис таллами. Соблюдая большие предосторожности , можно вырастить металлический кристалл больших разме ров - мо нокристалл . В обычных условиях поликристаллическое тело образуется в результате того , что начавшийся рост многих кристалл ов продолжается до тех пор , пока они н е приходят в соприкосновение друг с друго м , образуя единое тело. К поликристаллам относятся не то лько металлы . Кусок сахара , например , также имеет поликристаллическую структуру. Большинство кристаллических тел - поликристаллы , так как они состоят из множества сросшихся кристаллов . Одиночные кристаллы - монокристаллы имеют правильную геом етрическ ую форму , и их свойства различ ны по разным направлениям (анизотропия ). Не все твёрдые тела - кристаллы . Существует множество аморфных тел . Чем они отличаются от кристаллов ? У аморфных тел нет строго го порядка в расположении атомов . Только б лижа йшие атомы - соседи располагаются в некотором порядке . Но строгой направляемости по всем направлениям одного и того же элемента структуры , которая характерна для кристаллов в аморфных телах , нет. Часто одно и то же вещество может находиться как в криста ллическом , так и в аморфном состоянии . Например , кварц SiO 2 , может быть как в кристаллической , так и в аморфной форме (кремнезем ). Кристаллическую форму кварц а схематически можно представить в виде р ешётки из правильных шестиугольников . Аморфная структура кварца также имеет вид решё тки , но неправильной формы . Наряду с шести угольниками в ней встречаются пяти и семи угольники. В 1959 г . английский физик Д . Бернал провёл интересные опыты : он взял много маленьких пластилиновых шариков одинакового разм ера , о бвалял их в меловой пудре и спрессовал в большой ком . В результате шарики деформировались в многогранники . Оказало сь , что при этом образовывались преимуществен но пятиугольные грани , а многогранники в с реднем имели 13,3 грани . Так что какой-то поря док в ам о рфных веществах определё нно есть. Свойства Аморфных тел . Все аморфные тела изотропные , т.е . их физические свойства одинаковы по в сем направлениям . К аморфным телам относятся стекло , смола , канифоль , сахарный леденец и др. При внешних воздействиях амо рфные тела обнаруживают одновременно упругие свойс тва , подобно твёрдым телам , и текучесть , по добно жидкости . Так , при кратковременных возде йствиях (ударах ) они ведут себя как твёрды е тела и при сильном ударе раскалываются на куски . Но при очень продолжите л ьном воздействии аморфные тела текут . Проследим за куском смолы , который лежит на гладкой поверхности . Постепенно смола по ней растекается , и , чем выше температура смолы , тем быстрее это происходит. Атомы или молекулы аморфных тел , по добно молекулам жид кости , имеют определён ное время “осёдлой жизни” - время колебаний около положения равновесия . Но в отличие от жидкостей это время у них весьма велико . Так , для вара при t = 20 o C время “осёдлой жизни” 0,1 с . В эт ом отношении аморфные тела близки к крист алли ческим , так как перескоки атомов и з одного положения равновесия в другое пр оисходят редко. Аморфные тела при низких температурах по своим свойствам напоминают твёрдые те ла . Текучестью они почти не обладают , но по мере повышения температуры постепенно р а змягчаются и их свойства всё более и более приближаются к свойствам жидкостей . Это происходит потому , что с ростом т емпературы постепенно учащаются перескоки атомов из одного положения в другое . Определённо й температуры тел у аморфных тел , в от личие от к р исталлических , нет. Физика твёрдого тела . Чёловечество всегда использовало , и будет использовать твёрдые тела . Но е сли раньше физика твёрдого тела отставала от развития технологии , основанной на непос редственном опыте , то теперь положение переме нилось . Т еоретические исследования приводят к созданию твёрдых тел , свойства которых совершенно необычны . Получить такие тела ме тодом проб и ошибок было бы невозможно . Создание транзисторов , о которых пойдёт реч ь в дальнейшем , - яркий пример того , как понимание ст р уктуры твёрдых тел привело к революции во всей радиотехнике. Получение материалов с заданными механ ическими , магнитными , электрическими и другими свойствами - одно из основных направлений со временной физики твёрдого тела. Аморфные тела занимают про ме жуточное положение между кристаллическими твёрдыми телами и жидкостями . Их атомы или молекулы располагаются в относительном порядке . Понимание структуры твёрдых тел (кр исталлических и аморфных ) позволяет создавать материалы с заданными свойствами. Деформа ция твёрдого тела - изменение его формы или объёма . Растяните резиновый шнур за концы . Очевидно , участки шнура сместятся друг отно сительно друга ; шнур окажется деформированным - станет д линнее и тоньше . Деформация возникает всегда , когда различные части те ла под д ействием 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 . Кр оме резинового шнура , у пругие деформации испытывают пружина , стальные шарики при с толкновении и т.д. Теперь сожмите кусочек пластилина . В ваших руках он легко примет любую форм у . Первоначальная форма пластилина не восстан овится сама собой . Пластилин “не помнит” к акая форма бы у него сначала . Деформ ации , которые не исчезают после прекращения действия внешних сил , называются пластическими . Пластическую деформацию , при небольших , но не кратковременных воздействиях испытывают вос к , клина , свинец. Рис .2 F 1 = - F F Деформация растяжения (сжатия ) . Если к одному стержню , з акреплённому одним концом , приложить силу F вдоль оси стержня в направлении от этого кон ца (рис . 2), то стержень подвергн ется деф ормации растяжения . Деформацию растяжения характе ризуют абсолютным удлинением. l = l - l 0 и относительным удлинением = l / l 0 где l 0 - начальная длинна , а l - конечная длинна стержня. Деформацию растяжения испытывают тросы , канаты , цепи в подъёмных устройствах , стяжк и между вагонами и т.д. При малых растяжен иях ( l 0 l ) , деформации б ольшинства тел у пругие. Рис . 3 F 1 = - F F Если на тот же стержень подействовать силой F , направленной к закреплённому концу (рис . 3), то стержень подвергнется деформации сжатия . В этом случае относительная деформац ия отрицательна : 0. При растяжении или сжатии изменяется площадь поперечного сечения тела . Это мож но обнаружить , если растянуть резиновую трубк у , на которую предварительно надето металличе ско е кольцо . При достаточно сильном ра стяжении кольцо падает . При сжатии , наоборот , площадь поперечного сечения тела увеличивается . Рис . 4 B C B C F a b a b c d c d A D A D a b Деформация сдви га . Возьмём резиновый брусок с начерченными на его поверхности горизонталь ными и вертикальными линиями и закрепим н а столе (рис . 4, а ). Сверху к бруску прикрепим ре йку и приложим к ней горизонтальную силу (рис . 4, б ). Слои бруска ab , cd и др . Сдвинутся , оставаясь паралле льными , а вертикальные грани , оставаясь плоски ми , наклонятся на угол . Деформацию , при которой происходит смещение слоёв тела друг относительно друга , называют деформацией сдвига . Если силу F увеличить в два раза , то и угол увеличится в 2 раза . О пыты показывают , что при упругих деформациях угол сдвига прямо пропорционален модулю F приложенной силы. Наглядно деформацию сдвига можно показ ать на модели твёрдого тела , которое состо ит из ряда параллельных пластин , соединённых между собой пружинами . Горизонтальная сила сдвигает пластины друг относительно друг а без изменения объёма тела . У реальных твёрдых тел при деформации сдвига объём также не меняется. Деформациям сдвига подвержены все балк и в местах опор , заклёпки и болты , скре пляющие детали и т.д . Сдвиг на большие углы может привести к разрушению тела - срезу . Срез происходит при работе ножниц , долота , зубила , зубьев пилы. Изгиб и кручение . Более сложными видами деформации яв ляются изгиб и кручение . Деформацию изгиба испытывает , например , нагруженная балка . Кручени е происходит при завёртывании б олтов , вращении валов машин , свёрл и т.д . Эти деформации сводятся к неоднородному растяжению или сжатию и неоднородному сдвигу. Все деформации твёрдых тел сводятся к растяжению (сжатию ) и сдвигу . При упругих деформациях форма тела восстан авливается , а при пластических не восста навливается. Тепловое дв ижение вызывает колебания атомов (или ионов ), из которых состоит твёрдое тело . Амплитуда колебаний обычно мала по сравнению с межатомными расстояниями , и ато мы не покидают своих мест . Поскольку атомы в т вёрдом теле связаны между соб ой , их колебания происходят согласованно , так что по телу с определённой скоростью распространяется волна . Для описания колебаний в твёрдых телах при низких температурах часто испо льзуют представления о квазичас тицах - фононах . По своим электронным свойствам твёрдые тела разделяются на металл ы , диэлектрики и полупроводники . Кроме того , при низких те мпературах возможно сверхпроводящее состояние , в котором сопротивление электрическому току ра вно нулю. Рис . 5 Металл Движение микро частиц подчиняется законам квантовой механики . У связанных электронов , например в атоме , энергия может принимать толь ко определённые к в а н т о в а н н ы е з н а ч е н и я . В твёрдом теле эти уровни энерг ии объединяются в зоны , разделённые за прещёнными областями энергии (рис . 5). В силу принципа Паули электроны не скапливаются на нижнем уровне , а занимают уровни с разными энергиями . В результате может оказаться , что все у ровни энергии в зоне будут полность ю заполнены . Такое твёрдое тело является ди электриком . Такое твёрдое тело является диэлектриком . Изменить энергию электрона можно только сразу на большую конечную величину (ширину запрещённой области , или , как говорят , энергетической щели ). Поэтому электр оны в диэлектрике не могут ускоряться в электрическом поле , и проводим ость при нулевой температуре (когда нет те пловых возбуждений ) равна нулю (сопротивление бесконечно ). В металле , напротив , верхний заполненны й уровень энергии лежит внутри зоны , энерг и я электронов может меняться почти не прерывно , и электрическое поле создаёт ток . Упорядоченное движение электронов вдоль поля накладывается на интенсивное хаотическое дви жение . Максимальная энергия электронов определяет ся их концентрацией . В типичных металл ах это величи на порядка электрон-вольт . Соответствующая такой энергии температура 10 4 К ! Так что даже при абсолютном нул е часть электронов в металле энергично дв ижется и имеет огромную эффективную температу ру. Рис . 6 з она проводимости запретная зона зона валентности возбуждение электронов в полупроводнике Полупроводник - это тот же диэлектрик , но с малой величиной энергети ческой щели . Тепловое движение может “забрасы вать” электроны в свободную зону (она называется зоной проводимости в отличие от заполненной валентной зоны ), где они уже ускоряются электрическим полем (рис . 6). Поэтому полупроводники обычно имеют небольшую провод имость , резко зависящую от температуры . На проводимость полупроводн и ков можно т акже влиять , вводя специальные примеси. Полупроводниковые кристаллы позволяют создав ать сложные полупроводниковые п риборы , в том числе так н азываемые интегральные схемы . Сейчас достигнута такая степень интеграции , что миллионы отдельных элементо в умещаются на площади размером в 1 см 2 ! Такое устройство как бы является единым кристаллом , и новую область техники не зря назыв ают твердотельной электроникой . Огромное значение для современной техн ики имеют магнитные материалы . Атомы (или часть атомов ), из которых состоит магнитн ое тело , могут обладать магн итным моментом . Если взаимодейств ие между магнитными моментами велико , то о ни выстраиваются определенным образом и твёрд ое тело переходит в ферромагнитное или ан тиферромагнитное состояние . Механиче ские свойства твёрдых тел. Диаграмма рас тяжения . Величина , характеризующая состояние деформированного тела , называется механическим напряжением . В любом сечении деформированного те ла действуют силы упругости , препятствующие р азрыву этого тела на части . Напряжением или , точнее , механическим на пряжением называют отношение модуля силы упру гости F к площади поперечного сечения S тела. = F / S В СИ за единицу напряжения принимается 1 Па = 1 Н /м 2 , как и для давления. В случае с жатия стержня напряж ение аналогично давлению в газах и жидкос тях . Для исследования деформации растяжения с тержень при помощи специальных устройств подв ергают растяжению , а затем измеряют удлинение образца и возникающее в нём напряжение . По результатам опы т ов вычерчивают график зависимости напряжения от относительного у длинения , получивший название диаграммы растяжения. Закон Гука . Опыт показывает : при малых деформациях напряжение прямо пропорцианально относите льному удлинению (участок OA диаграммы ). Эта зависимость , называемая законом Гука , записывается так : = E | | (1) Относительное удлинение в формуле (1) взято по модулю , так как закон Гука справедлив как для деформации растяжения , т ак и для деформации сжатия , когда < 0. Коэффициент пропорционально с ти E , входящий в закон Гука , на зывается модулем упругости или модулем Юнга. Модуль Юнга определяют по формуле (1), измеряя напряжение и относительное удлинен ие пр и малых деформациях. Для б ольшинства широко распростран ённых материалов модуль Юнга определён экспер иментально . Так , для хромоникелевой стали E =2,1 10 11 Па , а для алюминия E =7 10 10 Па . Чем больше модуль Юнга , тем меньше де формируется стержень при проч их равных условиях (одинаковых F , S , l 0 ). Модуль Юнга характеризует сопротивляемость материала упругой деформации растяжения или сжатия. Закон Гука , записанный в формуле (1), легко привести к виду , известному из курса физики I X класса. Действительно , подставив в формулу (1) = F / S и = | l |/ l 0 , получим : F/S=E | l|/l 0 Отс юда F = SE/l 0 | l|. (2) Обозначим SE/l 0 =k , тогда F = k | l |. (3) Таким образом , жесткость k стержня прямо пропорциональна произведению модуля Юн га на пл ощадь поперечного сечения сте ржня и обратно пропорциональна его длине. Пределы пропорциональности и упругости . Мы уже говорили , что закон Гука выполняется при небольших деформациях , а , следовательно , при напряжениях , не превосходящи х некоторого предела. Максимальное напряжени е п (см . Рис . 7), при котором ещё выполняется закон Гука , называют пределом пропорциональности. Если увеличивать нагрузку , то деформация становится нелинейной , напряжение перестанет быть прямо пропорцио нальным относительному удлинению . Тем не менее , при небольших н елинейных деформациях после снятия нагрузки ф орма и размеры тела практически восстанавлива ются . Максимальное напряжение , при котором ещё не возникают заметные остаточные деформации (относитель н ая остаточная деформация не превышает 0,1%), называют пределом упругости уп . Предел упругости превышает предел пропорциональности лишь на сотые доли пр оцента. Рис . 7 E п ч K C D у п B п A O Q P Предел прочн ости . Если внешняя нагрузка т акова , что напряжение в материале превышает предел упругости , то после снятия нагрузки образец , хотя немного и укорачивается , но н е принимает прежних размеров , а остаётся деформированным. По мере увеличения нагрузки деформация нарастает всё быстрее и быстрее . При некотором значении напряжения , соответствующем на диаграмме точке C , удлинение нараста ет практически без увеличения наг рузки . Это явление называют текучестью материала (участок CD ). Кривая на диагра мме идёт пир этом почти горизонтально . Дал ее с увеличением деформации кривая напряжений начинает немного возрастать , и достигает максимума в точке E . Затем напряжение резко спад ет , и образец нарушается ( точка K ) . Таким образом , ра зрыв происходит после того , как напряжение достигает максимального значения пч , н азываемого пределом прочности (образец растягивае тся без увеличения внешней нагрузки вплоть до разрушения ). Эта величина зависит от материала образца и качества его об работки. Сооружения или конструкции надёжны , ес ли возникающие в них при эксплуатации нап ряжения в несколько раз меньше предела пр очности. Исследования растяжения (сжати я ) тв ёрдого тела позволяют установить , от чего зависит коэффициент жесткости в законе Гука . Диаграмма растяжения , полученная экспериментально , даёт достаточно полную информац ию о механических свойствах материала и п озволяет оценить его прочность. Пластичность и Хрупкость. Упругость. Тело из люб ого материала при малых деформациях ведёт себя , как упругое . Его размеры и форма восстанавливаются при снятии нагрузки . В то же время все тела в той или иной мере могут испытывать пластические деформаци и. Механичес кие свойства материалов р азнообразны . Такие материалы , как резина или сталь обнаруживают упругие свойства при ср авнительно больших напряжениях и деформациях . Для стали , например , закон Гука выполняется вплоть до = 1%, а для резины - до десятков процентов . Поэтому такие материалы называют упругими. Пластичность. У мокрой глины , пластилина или свинца обла сть упругих деформаций мала . Материалы , у которых незначительные нагру зки вызывают пластические деформации , называют пласт ичными. Деление материалов на упруг ие и пластичные в значительной мере услов но . В зависимости от возникающих напряжений один и тот же материал будет вести себя или как упругий , или как пластичный . Так , при очень больших напряжениях сталь обнаруживает пл астичные свойства . Это широко используют при штамповке стальных и зделий с помощью пресса , создающего огромную нагрузку. Холодная сталь или железо с трудом поддаются ковке молотом . Но после сильног о нагрева им легко придать посредствам ко вки любую форму. Свинец пластичный и при комнатной температуре , но приобретает я рко выраженные упругие свойства , если его охладить до температуры ниже -100 C 0 . Хрупкость. Бол ьшое значение на практике имеет свойство твёрдых тел , называемое хрупкостью . Материал н азывают хрупким , если он разрушается при небольших деформациях . Изделия из стекла и фарфора хрупкие , так как они разбиваются на куски при падении на пол даже с небольшой высоты . Чугун , мрамор , янтарь т акже обладают повышенной хрупкостью , и , наобор от , сталь , медь, свинец не являются хрупкими. У всех хрупких материалов напряжение очень быстро растёт с увеличением деформ ации , они разрушаются при весьма малых деф ормациях . Так , чугун разрушается при относител ьном удлинении 0,45%. У стали же при 0,45% деформация остаётся упругой и разрушение происходит при 15%. Пластичные свойс тва у хрупких материалов практически не проявляются. Даны более или менее точные опреде ления упругости , пластичности и хрупкости мат ериалов . Мы теперь лучше представляем , что обозначают эти слова , нередко встречающиеся в обиходной жизни. П РИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ 1. Плуг сцеплен с тракт ором стальным тросом . Допустимое напряжение м атериала троса = 20 ГПа . Какой должна быть площадь поперечного сечения троса , если сопротивление почвы движению плуга равно 1,6 10 5 H ? Дано : Си : Решение : F = 1,6 10 5 Н S = F / = 20 ГПа 20 000 000 000 S = 1,6/20 0000 = 8 10 -6 S = 8 10 -6 S - ? 2. Каким должен быть мод уль силы , приложенной к стержню вдоль его оси , чтобы в стержне возникло напряжение 1,5 10 8 Па ? Диаметр стержня равен 0,4см. Дано : Решение : d = 0,0004 м . S = R 2 = ( d /2) 2 = (0,0002) 2 = (0,00000004)= 4 10 -8 ; = 1,5 10 8 Па F = S; F - ? F = 1,5 10 8 4 10 -8 = 6 3. Какое напряжение воз никает у основания кирпичной стены высотой 20м ? Плотность кирпича равна 1800 кг / м 2. Одинаковой ли должна быть прочность кирпичей у основан ия стены и в верхней её части ? Дано : Решение : g 10 = F / S ; h 0 =0 м F = mg = hspg; h 1 =20 м = hSpg/S = hpg; =1800 кг / см 3 1 = h 1 pg 20 1800 10 360000 360 кПа ; 2 = h 0 pg 0 1800 10 = 0 Па . 1 - ? Ответ : 1) напряжен ие у основания стены 360 кПа. 2) неодинаковое , т.к . в верхней части напряжение нулевое. 4. Какую наименьшую длину должна иметь свободно подвешенная за один конец стальна я проволока , чтобы она разорвалась под дей ствием силы тяжести ? Предел пр очности стали равен 3,2 10 8 Па , плотность - 7800кг / м 3 . Дано : Решен ие : = 3,2 10 8 Па F = mg = lsg; = 7800 кг / м 3 = F/S; g 10 F = s lsg = s | :s l - ? lg = ; l = / g = 3,2 10 8 /7800 10 = 3,2 10 5 /78 см. 5. Под действием силы 100Н п роволока длиной 5м и площадью поперечного сечения 2,5 мм 2 удлинилась на 1мм . Определите напряжение , испыт ываемое проволокой , и модуль Юнга. Дано : Си : Решение : F = 100 Н = F/S l 0 = 5 м = 100/0,0000025 = 40000000 = 4 10 7 Па ; S = 2 , 5 мм 2 0,0000025 м 2 E = (F l 0 )/(S | l|) = (100 5)/(0,0000025 1) = l = 1 мм = 500/0,0000025 = 200000000 = 2 10 8 Па ; - ? E - ? Ответ : = 4 10 7 ; E = 2 10 8 . 6. Железобетонная колонна сжимается силой F . Полога я , что модуль Юнга бетона E б составляет 1 / 10 модуля Юнга железа Е ж , а п лощадь поперечного сечения железа составляет 1 / 20 пл ощади поперечного сечения бетона . Найти , какая часть нагрузки приходится на бетон. Дано : Решени е : F F = S = E | | S E б = 1 / 10 Е ж F б = Е б S б ; S ж = 1 / 20 S б F ж = Е ж S ж ; F б / F ж = (Е б S б )/ (10Е б 1 / 20 S б ) = 2 F б / F ж - ? Ответ : 2 Чем сложнее устроено твёрдо е тело , тем труднее выявить коллективные э ффекты . Особенно сложно устроены органические твёрдые тела , хотя и в них имеется определённая структура . Как именно возникает здесь упорядочение , к каким коллективным св ойствам оно приводит - на эти вопросы наук е ещё предстоит ответить . Но ясно , что именно на этом пути лежит ключ к пони маю тайн живой природ ы. Список литературы : -“Физика X ” (Г.Я . Мякишев , Б.Б . Буховцев ) 1990г. -“Энциклопедический словарь юного физика” (В.А.Чуянов ) 1984г.
© Рефератбанк, 2002 - 2017