Детали машин нагружаются растяжением, сжатием, изгибом и кручением. Чтобы деталь не сломалась и не деформировалась сверх нормы, инженер считает напряжения, пользуется законом Гука и закладывает запас прочности.
Что нужно знать
- Деформации: растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение.
- Напряжение $\sigma = F / S$ (Па), относительное удлинение $\varepsilon = \Delta l / l_0$.
- Закон Гука: $F = kx$ для пружины и $\sigma = E\varepsilon$ для материала, $E$ — модуль Юнга.
- Диаграмма растяжения: пределы пропорциональности, упругости, текучести, прочности; хрупкие материалы рвутся почти без пластической деформации.
- Допускаемое напряжение $[\sigma] = \sigma_{пред} / n$, $n$ — коэффициент запаса прочности.
- Трение: $F_{тр} = \mu N$; трение покоя может быть меньше максимального; почти не зависит от площади соприкосновения.
Где чаще всего ошибаются
- Подставлять площадь в см² без перевода в м².
- Применять закон Гука за пределом пропорциональности.
- Считать, что сила трения растёт с площадью опоры.
Проверить себя
По этой же теме курса есть проверочная работа из 15 заданий на 30 минут. Проверка автоматическая, результат виден сразу — и по работе целиком, и по каждой теме.
Инженерный практикум · 10–11 классы · Упругость, прочность и трение