Mechanika pevných t ěles

1. 4. října 2012 VY_32_INOVACE_170112_Mechanika_pevnych_teles_DUM Mechanika pevných těles Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová. Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace. Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

3. Vlastnosti pevných těles Obr.1 Jmenujte vlastnosti pevných látek, které už znáte. Pevné látky mají stálý objem a tvar. Pevné látky se skládají z částic. odpověď dále

4. Vlastnosti pevných těles Pevné látky zachovávají objem i tvar, jestliže na ně nepůsobí vnější síly. Pevné látky se skládají z mnoha částic, které jsou v neustálém pohybu. dále

5. Vlastnosti pevných těles Obr.2 Jakým způsobem mění pevné látky svůj objem? Mění svůj objem např. roztahováním nebo smršťováním při změně teploty. odpověď dále

6. Vlastnosti pevných těles Při těchto dějích se mění hustota pevného tělesa. Hustota charakterizuje látku. Pokud je látka stejnorodá (její hustota je rozložena rovnoměrně), lze hustotu vypočítat. ρ – čteme ró tabulka hustoty Hustotu definujeme jako podíl hmotnosti a objemu tělesa. Jednotkou hustoty je kilogram na krychlový metr [kg . m-3]. Převod: dále

7. Vlastnosti pevných těles Podle tabulek porovnej hustoty diamantu, lidského těla, olova, korku a zlata. Obr.3 Obr.4 dále

8. Vlastnosti pevných těles Pokud porovnáme látky podle hustoty vzestupně, dostaneme v kg.m-3: korek (150-200)< lidské tělo (985) < diamant (3500) < olovo (11340) < zlato (19320) Z hlediska uspořádání částic mohou být pevné látky krystalické a amorfní. krystalické látky – částice mají uspořádání geometricky pravidelné (např.: sůl kamenná) amorfní látky – mají nepravidelné uspořádání (např.: vosk) dále zpět na obsah

9. Deformace pevných těles Působením síly se může těleso pohybovat nebo deformovat. Podle chování těles při deformacích dělíme tělesa na pružná (elastická) a tvárná (plastická). Při pružné deformaci je změna tvaru pouze dočasná. Když síla přestane působit, těleso se vrací do původního stavu. Příkladem může být míč nebo gumička. dále

10. Deformace pevných těles Obr.5 dále

11. Deformace pevných těles Při tvárné deformaci je změna tvaru stálá, i když síla, která deformaci způsobila, již nepůsobí. Příkladem může být ohnutý hřebík nebo těleso z plastelíny. dále

12. Deformace pevných těles Obr.6 dále

13. Deformace pevných těles • Rázostroj: • ukazuje rozdíl v chování pružných a tvárných těles • pružné koule na sebe narazí, pokud je jedna v klidu a druhá v pohybu, předávají si hybnost • tvárné koule by se po nárazu • spojily a pohybovaly by se jako • jedno těleso. • zákony nárazu koulí prozkoumal • český lékař a fyzik • Jan Marek Marci z Lanškrouna Obr.7 dále

14. Deformace pevných těles Některá pružná tělesa se při větších deformacích stávají křehkými. Velký význam má tato skutečnost v technice. Pružení tělesa a trhliny mohou způsobit zřícení mostu nebo domu či prasknutí železničního kola. Například kovy po ochlazení se stanou křehkými a mohou praskat. V roce 1986 havaroval raketoplán Challenger a příčinou byla ztráta pružnosti těsnícího prstenu přívodu kyslíku k palivu kvůli chladu. dále

15. Deformace pevných těles • Druhy deformací: • tahem – dvě opačné síly působí směrem ven z tělesa, dochází ke změně délky a objemu tělesa (např.: lano výtahu) • tlakem – dvě opačné síly působí směrem dovnitř tělesa, dochází ke zkrácení a zmenšení objemu tělesa (např.: nosný pilíř) dále

16. Deformace pevných těles • ohybem – na upevněné těleso působí síla kolmá k jeho podélné ose, spodní vrstvy se zkracují a horní se prodlužují (např.: odrazové prkno v bazénu) dále

17. Deformace pevných těles • smykem – na protilehlé podstavy tělesa působí tečné síly a dochází ke vzájemnému posunutí vrstev tělesa (např.: nýt) dále

18. Deformace pevných těles • kroucením – na koncích tělesa působí dvě silové dvojice s opačnými momenty sil (např.: šrouby při utahování) dále

19. Deformace pevných těles • Hookův zákon • popisuje vztah mezi prodloužením tělesa a působící silou • lze ho použít pro deformaci tahem nebo tlakem • lze ho napsat ve tvaru: • E – modul pružnosti v tahu, uvádí se v [Pa] • F – působící kolmá síla v celém průřezu tyče • S – průřez • Δl – změna délky, prodloužení v [m] • Robert Hooke dále zpět na obsah

20. Tuhé těleso • Pojem „tuhé těleso“ – model ideálního tělesa • jeho hmotné body – částice jsou spojeny „nehmotnými tyčkami“ a zachovávají vzájemné vzdálenosti • těleso jakoby „ztuhne“ • působením sil není deformováno • Tuhé těleso může konat pohyb posuvný, otáčivý nebo složený. dále

21. Tuhé těleso • Pohyb posuvný: • všechny body TT mají stejnou okamžitou rychlost a opisují stejné trajektorie Obr.8 dále

22. Tuhé těleso • Pohyb otáčivý: • body TT opisují kružnice, jejichž středy leží v ose otáčení • všechny body mají stejnou úhlovou rychlost Obr.9 dále

23. Tuhé těleso • Složený pohyb: • je složen s posuvného a otáčivého pohybu • tento pohyb konají např. kola autobusu nebo družice na oběžné dráze Obr.10 dále zpět na obsah

24. POUŽITÁ LITERATURA ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

25. CITACE ZDROJŮ Obr. 1 KUBÍK, Jan. File:Zámrsk, steelingots - 2.JPG: WikimediaCommons [online]. 11 September 2011 [cit. 2012-10-04]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a1/Z%C3%A1mrsk%2C_steel_ingots_-_2.JPG Obr. 2 松岡明芳. File:Overhead power line High-voltage高圧線 DSCF0128.JPG: WikimediaCommons [online]. 10 January 2011 [cit. 2012-10-04]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/81/Overhead_power_line_High-voltage_%E9%AB%98%E5%9C%A7%E7%B7%9A_DSCF0128.JPG Obr. 3 AGNICO-EAGLE. File:Gold Bars.jpg: WikimediaCommons [online]. 26 August 2011 [cit. 2012-10-04]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a5/Gold_Bars.jpg Obr. 4 RAEKY. File:Diamant fumé edit.jpg: WikimediaCommons [online]. 17 July 2010 [cit. 2012-10-04]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/43/Diamant_fum%C3%A9_edit.jpg Obr. 5 LAURENT, Soyer. File:Europass ball.jpg: WikimediaCommons [online]. 12 April 2008 [cit. 2012-10-04]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/18/Europass_ball.jpg

26. CITACE ZDROJŮ Obr. 6 JIDANNI. File:Nails in love 2.jpg: WikimediaCommons [online]. 15 July 2008 [cit. 2012-10-04]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bc/Nails_in_love_2.jpg Obr. 7 DEMONDELUXE. Soubor:Newtonscradleanimation book.gif: WikimediaCommons [online]. 8 August 2006 [cit. 2012-10-04]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e8/Newtons_cradle_animation_book.gif Obr. 8 HALE, Steven. File:Tjejvasa2006 start.JPG: WikimediaCommons [online]. 24 February 2006 [cit. 2012-10-04]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7e/Tjejvasa2006_start.JPG Obr. 9 MONNIAUX, David. File:London eye 501588 fh000038.jpg: - WikimediaCommons [online]. 7 January 2006 [cit. 2012-10-04]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b7/London_eye_501588_fh000038.jpg Obr. 10 NASA. File:Navstar-2.jpg: WikimediaCommons [online]. 12 June 2007 [cit. 2012-10-04]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3e/Navstar-2.jpg Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.

27. Děkuji za pozornost. Miroslava Víchová