Номер 1, страница 65 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел. Параграф 16. Деформация твёрдых тел. Виды деформации. Задание 16 - номер 1, страница 65.

Условие.

1. Почему динамометр со временем начинает давать неверные показания?

Решение.

1. Почему динамометр со временем начинает давать неверные показания?

Основным рабочим элементом механического динамометра является пружина. Его работа основана на законе Гука, согласно которому сила упругости, возникающая в пружине при ее деформации (растяжении или сжатии), прямо пропорциональна величине этой деформации. Математически это выражается формулой $F_{упр} = k \cdot \Delta x$, где $F_{упр}$ – сила упругости, $\Delta x$ – удлинение пружины, а $\text{k}$ – коэффициент жесткости пружины. Шкала динамометра откалибрована в соответствии с этой зависимостью для конкретной пружины.

Со временем динамометр начинает давать неверные показания по нескольким причинам, связанным с изменением свойств пружины:

1. Пластическая деформация (остаточная деформация). Любой упругий материал имеет предел упругости. Если к пружине приложить силу, превышающую этот предел (например, при перегрузке динамометра), она деформируется пластически. Это означает, что после снятия нагрузки пружина не вернется в свое первоначальное состояние — она останется частично растянутой. В результате нулевая отметка на шкале смещается, и все последующие измерения становятся неверными.

2. Усталость материала. Даже если динамометр не перегружать, многократные циклы нагрузки и разгрузки со временем приводят к накоплению микроскопических повреждений в структуре материала пружины. Это явление называется усталостью материала. Усталость приводит к постепенному изменению упругих свойств, в частности, к изменению коэффициента жесткости $\text{k}$. Поскольку шкала прибора рассчитана на исходное значение $\text{k}$, ее показания перестают соответствовать действительности.

3. Релаксация напряжений. Если пружина долгое время находится в нагруженном (растянутом) состоянии, в материале происходят процессы, которые приводят к медленной и постепенной остаточной деформации, даже если нагрузка не превышала предел упругости. Пружина как бы "привыкает" к растянутому состоянию и не полностью сжимается обратно после снятия груза.

Таким образом, основная причина неточности показаний динамометра со временем — это необратимые изменения в его упругом элементе (пружине) из-за перегрузок, усталости материала или длительного нахождения под нагрузкой.

Ответ:
Динамометр со временем начинает давать неверные показания из-за того, что его основной упругий элемент — пружина — теряет свои первоначальные свойства. Вследствие многократных нагрузок, перегрузок или длительного нахождения в растянутом состоянии в материале пружины возникает остаточная (пластическая) деформация и изменяется коэффициент жесткости. В результате пружина "растягивается" и не возвращается в исходное положение, что нарушает калибровку шкалы прибора.