МОЛЕКУЛЯРНАЯ  ФИЗИКА Термодинамика Электромагнитная индукция Радиоактивность. Элементы физики ядра Молекулярная физика и термодинамика Постоянный ток

Физика задачи. Примеры контрольной по разделам Механика, Молекулярная физика, Электростатика, Оптика

Силы упругости

Основные законы и формулы

1. Относительная деформация при продольном растяжении или сжатии:

,

где  – относительное удлинение (сжатие), – абсолютное удлинение, l – начальная длина тела.

2. Напряжение нормальное:

,

где F – растягивающая или сжимающая сила, S – площадь поперечного сечения тела.

3. Закон Гука:

а) для продольного растяжения или сжатия

или

,

или

,

где E – модуль продольной упругости (модуль Юнга),  – жесткость тела.

4. Работа упругой силы:

.

Примеры решения задач.

Пример 1. Найти работу, которую необходимо совершить, чтобы сжать пружину на =20 см, если известно, что сила упругости пропорциональна деформации, и под действием силы F=29,4 Н пружина сжимается на 1 см.

Решение. В данном случае сила, действующая со стороны упругой пружины на растягивающие тела, , где k – коэффициент упругости,  – величина деформации. Величина силы изменяется в зависимости от величины . Поэтому работа такой силы может быть определена по формуле , где .

В нашем случае начальная величина деформации l0=0, поэтому следовательно, . Как следует из условия задачи, коэффициент упругости k=29,4 Н/см. Зная k и , находим работу: Дж.

Пример 2. Шар массой 1 кг падает с высоты 20 м и попадает на вертикально стоящую пружину высотой 0,2 м. При ударе пружина сжимается на 10 см. Определить жесткость пружины. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Решение. Система «шар в поле силы тяжести – пружина» является замкнутой, поэтому задача может быть решена на основании закона сохранения энергии. Нулевой уровень потенциальной энергии системы выбираем на горизонтали, расположенной на уровне верха недеформированной пружины (рис.12). Тогда начальная энергия системы ,

 Рис.12 

где  – высота недеформированной пружины, конечная – .

По закону сохранения механической энергии , т.е. ,

откуда Н/м.

Тепловое излучение и его характеристики (энергетическая светимость, излучательная и поглощательная способности). Закон Кирхгофа. Закономерности излучения абсолютно черного тела. Закон Стефана-Больцмана. Закон смещения Вина. Невозможность объяснения законов теплового излучения в рамках классических представлений (ультрафиолетовая катастрофа). Квантовая гипотеза Планка. Фотоны, их энергия, масса, импульс. 3. Давление света. Внешний фотоэффект. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
Физика примеры решения задач Электромагнетизм Закон Ампера