拉压胡克定律
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1.弹力先来看几个小实验。
用手捏橡皮泥、用力拉压弹簧、用力压木板,它们的形状都发生了变化。
(1)形变:物体的形状或体积的改变叫做形变。
形变的原因是物体受到了外力。
一块橡皮泥用手可以捏成各种形状,捏后它将保持这种形状。
棉线弯曲后的形状也不再复原。
把一块木板压弯后,放手木板又恢复原形。
把弹簧拉长后也能恢复原形。
能够恢复原来形状的形变,叫做弹性形变。
弹簧、木板、泡沫塑料等发生的形变属于这一种。
不能够恢复的形变,叫做塑性形变。
棉线,橡皮泥等发生的形变属于这一种。
以后重点研究弹性形变,不加说明就指这种弹性形变。
实验:用铁丝弯成一根弹簧,跟用钢丝弯成的弹簧对比。
在下面挂较少的钩码时,去掉钩码,两弹簧都能恢复原长。
当下面挂的钩码较多时,铁丝制作的弹簧不能恢复原长,而钢丝弯成的弹簧可以恢复原长。
可以看出,弹性形变是在一定范围内成立的。
让学生举几个弹性形变的例子。
以上讨论的都是明显的弹性形变,其实有时的弹性形变是用眼看不出但又确实存在的。
实验:桌面上放激光器、两个平面镜,激光通过两个平面镜反射后照到墙上。
当用手压桌子时,墙上的光点发生移动,这说明桌面发生了形变。
棉线在拉长时也发生了形变,而这种形变也是不易观察到的。
物体受力后发生形变,形变后的物体对跟它接触的物体又有什么作用呢?实验:木块压在泡沫塑料上,泡沫塑料形变后对木块产生向上的支持力。
弹簧拉木块时,弹簧伸长后产生对木块的弹力。
(2)弹力:发生形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
讨论:弹力产生的条件:物体发生形变。
定性地分析弹力的大小:跟物体发生的形变有关,跟形变物体的弹性有关。
弹力的方向:垂直于接触面,跟物体恢复形状的方向一致。
例:把书放在桌面上,书压桌面,书和桌面都有微小的变形。
书要恢复原状,对桌面有一个向下的弹力,压力。
桌要恢复原状有一个向上的弹力,支持力。
一般情况:凡是支持物对物体的支持力,都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力;支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体。
广义胡克定律 强度理论[知识回顾]1、 轴向拉(压)变形在轴向拉(压)杆件内围绕某点截取单元体,单向应力状态(我们分析过)横向变形2)纯剪切[导入新课]胡克定律反映的是应力与应变间的关系,对复杂应力状态,其应力与应变间的关系由广义胡克定律确定。
[新课教学]x x E εσ=E xx y σμμεε-=-=γτG =广义胡克定律 强度理论一、广义胡克定律(Generalized Hooke Law )1、主应力单元体-叠加法只在1σ作用下:1方向只在2σ作用下:1方向 1方向由1σ、2σ、3σ共同作用引起的应变只在3σ作用下:1方向即同理:2、非主应力单元体可以证明:对于各向同性材料,在小变形及线弹性范围内,线应变只与正应力有关,而与剪应力无关; 剪应变只与剪应力有关,而与正应力无关, 满足应用叠加原理的条件。
E11σε='E21σμε-=''E 31σμε-='''111εεεε'''+''+'=()[]32111σσμσε+-=E()[]13221σσμσε+-=E()[]21331σσμσε+-=E [][][]⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫+-=+-=+-=)(1)(1)(1y x z z x z y y z y x x E E E σσμσεσσμσεσσμσε⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫===zx zx yz yz xy xy G G G τγτγτγ111小变形,线弹性范围内,符合叠加原理3、体积应变单元体,边长分别为dx 、dy 和dz 。
在三个互相垂直的面上有主应力1σ、2σ和3σ。
变形前单元体的体积为 变形后,三个棱边的长度变为由于是单元体,变形后三个棱边仍互相垂直,所以,变形后的体积为dxdydz V )1)(1)(1(3211εεε+++=将上式展开,略去含二阶以上微量的各项,得dxdydz V )1(3211εεε+++= 于是,单元体单位体积的改变为 3211εεεθ++=-=VVV θ称为体积应变(或体应变)。
拉压胡克定律
拉压胡克定律是一个物理学原理,它描述了弹性体力学行为中受力物
体的变形与所施加的力的关系。
这个定律是由英国科学家罗伯特·胡克
在17世纪末提出的,并被广泛应用于工程学和材料科学中。
了解拉压胡克定律不仅对于理解物体的变形行为和弹性力的概念具有重要意义,还对于设计和分析工程结构以及材料的性能具有实际应用的价值。
1. 引言
拉压胡克定律是力学领域中一项重要的基本原理。
它描述了在弹性体
力学中,所施加的拉伸或压缩力会导致物体发生弹性变形,并且该变
形与施加的力成正比。
拉压胡克定律的应用十分广泛,涵盖了许多领域,如建筑工程、材料科学、机械工程等。
在本文中,我们将对拉压
胡克定律进行深入探讨,并分析其应用和相关概念。
2. 拉压胡克定律的表述
拉压胡克定律可以用以下公式表示:
F = k * Δl
其中,F是所施加的力,k是弹性系数(也称为弹性模量),Δl是物体受力后的长度变化。
这个公式说明了物体在受到力的作用下,会产生
与力成正比的长度变化。
这个公式也可以用于描述物体的恢复能力,
即物体在力消失后能够恢复到原来的形状和大小。
3. 弹性体的特性
根据拉压胡克定律,弹性体可以表现出一些特性。
弹性体在受力作用
下会发生形变,但当力消失后,它们会恢复到原来的形状。
弹性体的
形变与受力的大小成正比,这意味着当施加的力增加或减小时,弹性
体的形变也会相应地增加或减小。
拉压胡克定律还指出,当施加的力
过大时,弹性体将超出其弹性极限,产生塑性变形,即无法恢复到原
来的形状。
4. 应用和实例
拉压胡克定律在许多领域中都有实际应用。
在建筑工程中,这个定律
可以用于计算和设计建筑结构的承载能力。
在设计大桥或高楼大厦时,工程师需要考虑到所施加的力对结构的影响,以确保结构的稳定性和
安全性。
在材料科学中,拉压胡克定律可以用于评估材料的强度和刚性。
通过对不同材料的弹性模量进行比较,可以确定最适合特定应用
的材料。
5. 总结和回顾
拉压胡克定律是一个重要的物理学原理,用于描述物体在受力作用下
的弹性变形。
根据这个定律,弹性体的形变与施加的力成正比。
了解
拉压胡克定律对于理解物体力学行为和设计工程结构具有重要意义。
它的应用范围广泛,包括建筑工程、材料科学、机械工程等领域。
通过深入了解拉压胡克定律及其相关概念,我们可以更好地应用它来解决实际问题。
在本文中,我们讨论了拉压胡克定律的基本原理和公式,探讨了弹性体的特性和应用领域。
希望这篇文章能够帮助你更好地理解和应用拉压胡克定律。
让我们继续探索物理学的精彩世界,不断扩展我们的知识和理解。
1. 引言
在前文中我们已经介绍了拉压胡克定律的基本原理和公式,以及它在工程和材料科学中的应用。
在本文中,我将对拉压胡克定律进行总结和回顾,并进一步探讨其在不同领域的应用。
2. 拉压胡克定律的基本原理和公式
拉压胡克定律是一个重要的物理学原理,描述了物体在受力作用下的弹性变形。
根据拉压胡克定律,弹性体的形变与施加的力成正比,且与物体的初始长度成反比。
拉压胡克定律的数学表达形式为:
F = k * ΔL
其中,F代表施加的力,ΔL表示物体的弹性变形长度,k为弹性系数或拉压胡克常数,它是描述材料的特性参数。
3. 拉压胡克定律的应用
拉压胡克定律在工程和材料科学中有着广泛的应用。
以下是几个具体
的例子:
3.1. 工程中的应用
在工程中,拉压胡克定律可以用于计算和设计建筑结构的承载能力。
在设计大桥或高楼大厦时,工程师需要考虑到所施加的力对结构的影响,以确保结构的稳定性和安全性。
他们可以根据拉压胡克定律计算
出施加在杆件或梁上的合适力量和变形程度,从而设计出结构合适的
尺寸和材料。
3.2. 材料科学中的应用
拉压胡克定律在材料科学中可以用于评估材料的强度和刚性。
通过对
不同材料的弹性模量进行比较,可以确定最适合特定应用的材料。
当
需要设计一个弹性模量较高的材料来支撑高压力的结构时,工程师可
以根据拉压胡克定律选择一个合适的材料,并计算出该材料能够承受
的最大力量。
4. 总结和回顾
拉压胡克定律是一个重要且广泛应用的物理学原理,可以用于描述物
体在受力作用下的弹性变形。
了解拉压胡克定律对于理解物体力学行
为和设计工程结构具有重要意义。
它的应用范围广泛,涵盖建筑工程、材料科学、机械工程等领域。
通过深入了解拉压胡克定律及其相关概念,我们可以更好地应用它来
解决实际问题。
在本文中,我们总结了拉压胡克定律的基本原理和公式,探讨了其在工程和材料科学中的应用。
希望这篇文章能够帮助读
者更好地理解和应用拉压胡克定律,进一步扩展物理学知识和理解。
(作者在此向读者致以谢意,并鼓励他们继续探索物理学的精彩世界,拓宽知识领域。
)。