Урок "Деформація тіла. Сила пружності. Закон Гука".

Тема: Деформація тіла. Сила пружності. Закон Гука.

Мета уроку: розглянути поняття про деформації тіла, їх види, причини виникнення; дослідити природу сил пружності, що виникають внаслідок деформації тіла, встановити зв’язок між силою пружності та видовженням тіла, ознайомитися з  законом Гука; розвивати уяву і творче мислення; виховувати бажання навчатися і розширювати свої уявлення про процеси, які відбуваються навколо.

Хід уроку:

І. Організаційний момент.

Перевірка готовності учнів до уроку, самоперевірка необхідного приладдя.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів, перевірка домашнього завдання (у вигляді короткої вікторини, або, як альтернативний варіант, можна запропонувати учням інтерактивну вправу).

Запитання для вікторини:

1. Яка фізична величина називається силою? Якою літерою її позначають?
2. Назвіть основну одиницю вимірювання сили в системі СІ. Що потрібно врахувати при характеристиці тієї чи іншої сили?
3. Поясніть фізичний зміст рівнодійної сил.
4. Як зображують силу графічно (на малюнку)?

 ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Розглянувши матеріал даної теми, ми дізнаємось про те, що таке деформація, які види деформації бувають, за яких умов вона виникає; познайомимось з силою пружності, з’ясуємо її природу та від чого вона залежить; сформулюємо закон Гука.

ІV. Повідомлення теми, мети уроку.

V. Вивчення нового матеріалу.

Наслідком дії на тіло сили може бути як зміна швидкості тіла, так і зміна форми і (або) розмірів тіла - деформація.

В залежності від того, як одні частини тіла зміщуються відносно інших, розрізняють декілька видів деформації: розтягнення, стиснення, кручення, зсуву, вигину.

Також деформації поділяють на пружні та пластичні.

Пружна деформація - це деформація, яка повністю зникає після припинення дії на тіло зовнішніх сил. Прикладом такої деформації можна навести деформацію, що виникає під час розтягнення або стискання пружини.

Пластична деформація - це деформація, яка зберігається після припинення дії на тіло зовнішніх сил. Приклад - пластилін, якому надали певної форми.

Під час деформації завжди виникає сила, яка намагається відновити той стан тіла, в якому воно було до деформації. Ця сила завжди напрямлена протилежно напрямку зміщення частин цього тіла під час деформації і називається силою пружності.

Зазвичай силу пружності позначають літерою Fпруж.

Якщо тіло тисне на опору, то опора вигинається, тобто деформується. Ця деформація викликає появу сили пружності, що діє на тіло перпендикулярно до площі опори. Ця сила називається силою нормальної реакції опори і позначається літерою N.

Якщо тіло розтягує підвіс, то виникає сила пружності, яка напрямлена вздовж підвісу і називається силою натягу підвісу. Позначається літерою Т.

Процеси, що відбуваються під час розтягнення і стискання тіл, вивчав видатний англійський вчений Роберт Гук у XVII ст. Він встановив закономірність, що отримала назву закон Гука:

У разі малих пружних деформацій розтягнення або стиснення сила пружності прямо пропорційна видовженню тіла і завжди намагається повернути тіло в недеформований стан:

Fпруж = kx

х - видовження тіла, k - коефіцієнт пропорційності, який називають жорсткістю тіла.

Видовження - це фізична величина, яка характеризує деформації розтягнення та стиснення і дорівнює зміні довжини  тіла в результаті деформації.

x = І l - l0 I

де l - довжина деформованого тіла, l0 - довжина недеформованого тіла.

Жорсткість тіла залежить виключно від розмірів та форми тіла та матеріалу, з якого його виготовлено, і не залежить від сили пружності і видовження. Вимірюється жорсткість в Н/м.

Виникнення сили пружності під час деформації тіла пояснюється проявом дії міжмолекулярних сил. Саме взаємодія частинок, з яких складається будь-яке тіло, приводить до прагнення тіла відновити свою форму та розміри.

Оскільки сила - фізична величина, то її можна виміряти. Прилад для вимірювання сили називається динамометром, і основна його складова - це пружина. Саме за розтягненням пружини, що є пропорційним силі пружності, визначають діючу силу.

VІ. Узагальнення і систематизація вивченого матеріалу.

(коротка фронтальна бесіда, розв’язування задачі).

VІІ. Підведення підсумків.

Підсумовуючи вивчений на уроці матеріал, даємо визначення сили пружності, причин її виникнення, пояснюємо природу цієї сили. Формулюємо закон Гука.

VІІІ. Домашнє завдання.

(матеріал підручника, відеоматеріал).