Номер 3, страница 104 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

3. Рассмотрим упругий кубик из мягкого материала (скажем, губки). Прикрепите кубик к столу и проделайте с ним разные виды деформации. Запишите результаты своих опытов в тетрадь.

Для выполнения этого задания мысленного эксперимента представим, что у нас есть упругий кубик из губки, нижнее основание которого надежно прикреплено к поверхности стола. Проделаем с ним следующие опыты для изучения различных видов деформации.

Деформация сжатия

Положим ладонь на верхнюю грань кубика и надавим на него вертикально вниз. Мы наблюдаем, что высота кубика уменьшается, а его боковые грани становятся выпуклыми, то есть кубик расширяется в стороны. Это происходит потому, что приложенная сила сжимает материал. Так как губка является упругим материалом, после того как мы уберем руку, кубик вернется к своей первоначальной форме и размерам. Такое изменение формы и размеров тела под действием внешних сил, при котором его линейные размеры в направлении действия силы уменьшаются, называется деформацией сжатия.

Ответ: При надавливании на кубик сверху его высота уменьшается, а боковые грани расширяются. Это деформация сжатия. После прекращения действия силы кубик восстанавливает свою форму.

Деформация сдвига

Теперь приложим ладонь к верхней грани кубика и толкнем ее в горизонтальном направлении, параллельно поверхности стола. Мы увидим, что верхняя грань сместится относительно нижней, которая остается неподвижной. Боковые грани, которые изначально были перпендикулярны основанию, наклонятся. Форма кубика изменится, он станет похож на наклонный параллелепипед. Это и есть деформация сдвига — смещение одних слоев тела относительно других. После снятия нагрузки упругий кубик снова примет свою исходную кубическую форму.

Ответ: При горизонтальном воздействии на верхнюю грань кубика происходит смещение его слоев друг относительно друга. Это деформация сдвига. Кубик восстанавливает форму после снятия нагрузки.

Деформация кручения

Положим ладонь на верхнюю грань кубика и попытаемся повернуть ее вокруг вертикальной оси, проходящей через центр кубика, в то время как нижняя грань остается зафиксированной. В результате этого действия верхняя грань повернется на некоторый угол относительно нижней. Прямые вертикальные линии на боковых гранях кубика превратятся в винтовые (спиралевидные) линии. Этот вид деформации, при котором происходит взаимный поворот сечений тела, называется кручением. Как и в предыдущих случаях, после прекращения действия скручивающего момента кубик вернется в исходное положение.

Ответ: При попытке повернуть верхнюю грань кубика относительно неподвижной нижней происходит скручивание его слоев. Это деформация кручения. Кубик раскручивается обратно после прекращения действия силы.

Деформация растяжения

Чтобы осуществить эту деформацию, нужно приложить силу, направленную от тела. Представим, что к верхней грани кубика приклеена ручка. Если потянуть за эту ручку вертикально вверх, мы увидим, что высота кубика увеличится, а его поперечное сечение (площадь боковых граней) уменьшится — кубик станет тоньше. Это явление называется деформацией растяжения. После того как мы перестанем тянуть, упругий кубик сожмется до своей первоначальной высоты и формы.

Ответ: При растягивании кубика вверх его высота увеличивается, а ширина и глубина уменьшаются. Это деформация растяжения. После снятия нагрузки форма восстанавливается.

Деформация изгиба

Деформацию изгиба можно продемонстрировать, если надавить не на всю верхнюю грань, а, например, на ее середину или на одно из верхних ребер. При этом кубик прогнется. Верхние слои материала под местом нажатия будут испытывать сжатие, а нижние слои на противоположной стороне от точки опоры (стола) — растяжение. Таким образом, изгиб является сложным видом деформации, который сочетает в себе деформации сжатия и растяжения в разных частях тела. После снятия нагрузки изгиб исчезнет, и кубик выпрямится.

Ответ: При надавливании на ребро или часть грани кубик изгибается. При этом одни его слои сжимаются, а другие растягиваются. Это деформация изгиба. Форма восстанавливается после прекращения действия силы.