Серпімді күштер. Кеплер заңдары. Бүкіләлемдік тартылыс заңы. Салмақсыздық

Д.С. 4. Серпімді күштер. Кеплер заңдары. Бүкіләлемдік тартылыс заңы. Салмақсыздық. Гравитациялық өpic. Гравитациялық өpicтeгi жұмыс. Ғарыштық жылдамдықтар.

Серпімді күштер. Қатты денелердің серпімділік  қасиеттері.

Серпімді деформация түрлері.

Егер дененің кез келген екі нүктелерінің  арасы уақыт бойынша өзгермесе, онда ол денені абсолюттік қатты дене деп атайды. Бірақ табиғатта ондай денелер болмайды, қандай денелер болса да олар деформацияланады.

Деформация – дененің пішінің және көлемінің күштер әсерінен өзгеруі. Деформация кезінде  дененің атомдары мен молекулары өздерінің бастапқы тепе – теңдік  күйінен ауытқиды. Бұл жағдайда олардың арасында өзара әсерлесу, тартылыс пен тебіліс пайда болып, олар бөлшектерді бастапқы орнына қайтаруға тырысады. Оның екі түрі бар :

1. Серпімді деформация – күш әсері жойылғаннан кейін дене өз (олардың негізгі қасиеті бөлшектің ығысуы  (ауытқуы )) формасына қайтатын деформация.
2. Серпімсіз деформация – дене бөлшектерінің қайта құрылуы  (кристал торының бөлшетері қайтымсыз ығысады).

Деформацияны сипаттайтын шаманы  кернеу σ деп аталады. Кернеу σ - физикалық скаляр шама, серпімділік күштің дененің көлденең қимасының ауданына S  қатынасымен анықталады.

[pic 1]  (1)

Егер серпімділік күш дененің бетінде пайда болса, онда кернеуді қалыпты немесе нормаль кернеу деп аталады.

Егер серпімділік күштер пайда болатын бетке жанама орналасқан болса, онда кернеуді жанама немесе тангенсал кернеу деп аталады.

Деформация дәрежесін салыстырмалы деформация арқылы сипаттайды. Бастапқы өлшемі x болса, деформация кезінде оның өзгеруін ∆x  белгілейік.

[pic 2]    (2)

∆x – абсолюттік деформация

ε – салыстырмалы деформация

Әр түрлі деформация үшін Гук заңы: бір жақты сығуы, жан – жақты сығуы, ығысу, бұралу. Серпімділік модулі. Пуассон коэффициенті.

Гук заңы: Серпімді деформацияда кернеу σ салыстырмалы деформацияға тура пропорционал

σ = κε     (3)

κ – пропорционалдық коэффициенті

Деформацияның түрлері:

1. Бір жақты (құма) деформацияның созылуы. Егер дене ретінде білікті алатын болсақ, оның ұзындығы l деп белгілейміз, оның ұзындығының күш әсерінен өзгеруі ∆l.

[pic 3] 

Дене ұзындығының өзгеруі, оның көлденең қима өлшемінің өзгерісімен байланысты.

d  - диаметр

∆d – диаметрдің өзгеруі

[pic 4] 

[pic 5]   (4)

[pic 6] - ұзына бойлы деформация

[pic 7] - көлденең деформация

[pic 8]     (5)

[pic 9] - оң таңбалы коэфициент, оны Пуассон коэффициенті деп атайды. Ол заттың қасиетіне, қандай материалдан жасалғанына тәуілді. Пуассон коэффициенті көлденең, ұзына бойлы деформация байланысын көрсетеді.

1. Жан – жақты ығысу

Жан – жақты деформация кезінде дененің көлемі өзгереді.

[pic 10]   (6)

V – көлемі

∆V – көлемнің өзгеруі

[pic 11] - жан – жақты серпенің модулі. [pic 12] - Юнг модулінің коэфициенті.

1. Ығысу деформация

Ығысу деформация кезінде жазық қабаттар күш әсерінен ығысады.

[pic 13]       (7)

G – ығысу модулі

1. Бұралу деформация

Егер дененің бір шетін қозғалатындай етіп бекітіп, ал басқа жағына екі есе артық (күш қос күш әсері) түсірсе, онда дене бұралу деформациясына ұшырайды. Жазық қабаттар бір – бірімен ығысады және бір бұрышқа айналады. Қос күш әсері айналдыру моментін тудырады.

[pic 14]       (8)

[pic 15] қос күштің айналдырушы моменті

[pic 16] деформация бұрышы

[pic 17]

[pic 18] - бекітілген нүктедегі қос күш әсер етуші ара қашықтық.

Серпімділік шегі, серпімділік қалдығы және серпімді гистерезис

Пропорционалдық шегі – Гук заңы орындалатын кернеудің ең үлкен шамасы.