модул на Янг

Digital ресурс може да се използва за обучение в средното училище програма (високо ниво).

Компютърният модел дава възможност да се извърши серия от експерименти на тема "Силата на еластичност. закон на Хук ". Експерименталният апарат се суспендира на статив с тялото метална жица. Възможно е да се промени материала на строителството на телта, площта на напречното сечение му, първоначалната дължина и тегло на окачения товар. Информационният прозорец показва информация за разширяването на жицата.

Когато деформация на тялото сила, която се стреми да възстанови бившия размера и формата на тялото. Тази сила възниква поради електромагнитния взаимодействието между атомите и молекулите на материята. Тя се нарича еластичната сила.

За малки деформации (| х | <

Това съотношение се изразява експериментално установения закон на Хук. к, който се нарича коефициент твърдостта на тялото. В SI скованост се измерва в Нютони на метър (N / m). коефициент скованост зависи от формата на тялото и размер, както и от материала. Във физиката закон на Хук за деформация при опън или компресия обикновено написани в различна форма. епсилон Съотношението = X / л се нарича относителна деформация. и съотношението на:

σ = F / S = - F Ex / S.

където S - площта на напречното сечение на деформира тялото се нарича напрежение. Тогава закон на Хук може да се заяви като: относителната деформация епсилон е пропорционална на сигма стрес:

Фактор E в тази формула се нарича модул на Янг. модул на Юнг зависи само от свойствата на материала и не зависи от размера и формата на тялото. модул на различни материали Янг варира в широки граници. За стомана, например, Е ≈ 2 # x2219; 11 октомври N / m 2 и за каучук E ≈ 2 # x2219; 6 окт N / m 2, който е пет порядъка по-малко.

Работа с модела

В експеримента може да бъде избран тел материал (стомана, желязо, мед, месинг, алуминий, олово), неговото сечение (от 1 до 5 mm 2 до 0.5 mm 2 етап), теглото на товара (1 до 10 кг стъпки 0,5 кг).

Чрез определянето на първоначалните условия на експеримента може да се наблюдава в резултат от четене на показанията на удължение на телта през увеличената част на скалата за измерване.

Моделът може да бъде на базата на научни изследвания по темата на обучението, т.е.. А. Позволява широка вариабилност на основната линия.

Препоръки за използване на модел

Този модел може да се използва като илюстрация на уроците на учене нов материал за повторение и решаване на проблеми в 10 клас на тема "Силата на еластичност. закон на Хук. модул на Янг ". Основният физика игрището тази тема бе отстранен, но т. За да. В университетите предлагат различни задачи по закон на Хук през модул на Юнг, то демонтирани решаване на уроци проблем.

В зависимост от процеса на образователна подготовка техническо оборудване и разполага Актуално модел график може да се използва в следните варианти:

примерно компонент (демонстрация използвайки техника проекция);
на базата на кратък (10-15 минути) на произведения;
основа на пълен лабораторен работа;
елемент от решаване на проблеми урок (като средство за резултатите от пилотния изпитване, получени от учениците).

Пример за план на урок с използване на модела

Темата на "Закон на Хук. Решаване на проблеми "

Цел: Да се повтори концепциите за абсолютно и относително удължение, въвеждане на концепцията за модул на Юнг, помислете за своя физически смисъл, да извлече закона на Хук, работата му за решаване на проблемите.

Пример задачи, използвайки модела

Внимателно се запознаете с модела.
Еластични или пластична деформация е показана в компютърна експеримент?
При какви условия се случва, еластична сила през жицата?
Какво искате да се обадите на физична величина, която характеризира увеличаването на дължината на кабела?
Тъй като тази стойност е показана в експеримента?
Когато насочено еластична сила?
Какво се случва със стойността на деформацията на жицата чрез увеличаване на натоварването?

Фиг. 1 показва модел на екрана.

Определяне на абсолютната удължаване на жицата.
Изчислете сила причинява деформация на проводника.
Изчислете модул от условията, дадени на фиг Янг. 1. Сравнете резултатите си с таблични стойността на модул на Янг. Направете заключение.

Фиг. 2 показва модел на екрана.

Определяне на абсолютната удължаване на жицата.
Изчислете сила причинява деформация на проводника.
Изчислете модул от условията, дадени на фиг Янг. 2. Сравнете резултатите си с таблични стойността на модул на Янг. Направете заключение.

Фиг. 3 показва модел на екрана.

Определяне на абсолютната удължаване на жицата.
Изчислете сила причинява деформация на проводника.
Изчислете модул от условията, дадени на фиг Янг. 3.
Графика абсолютен удължаване в зависимост от размера на деформиране сила тел. Направете заключение.
Възможно ли е да се изчисли какво ще бъде удължаване на кабела чрез увеличаване на натоварването до 8 кг? Проверка на изчисленията в модела.