Природничі науки. 5 клас. Засєкіна

§ 15. Досліджуємо деформації

Зігнеться чи зламається?

1. По черзі легко зігни гумку, лист паперу, пружину з кулькової ручки. Відчуваєш протидію? Це дія сили пружності. Спрогнозуй, що відбудеться, коли припиниш згинати.

Мал. 15.1. Чи завжди вдається відновити форму?

2. Досліди, чи всі тіла відновлять свою форму після припинення зовнішньої дії (мал. 15.2). Класифікуй їх на пружні — ті, що відновлюють форму; пластичні — ті, що не відновлюють; крихкі — ті, що руйнуються.

Мал. 15.2. Пружні? Пластичні? Крихкі

3. Деформуй у різний спосіб гумку — розтягуй, стискай, згинай, крути. Це види деформацій (мал. 15.3). Укажи, які з них зображено на світлинах.

Мал. 15.3. Види деформацій

Як виникає сила пружності?

Тіла деформуються в разі будь-якої дії на них. Але за одних умов це помітніше, ніж за інших. Деформація тіл залежить від величини зовнішньої сили, що діє на тіло, та від властивостей тіла, що деформується.

Що ж відбувається під час деформації? Тобі відомо, що рух тіла починається внаслідок дії на нього інших тіл. Проте стиснута тобою пружина кулькової ручки (зігнутий лист паперу, гумка) повертались у початковий стан після припинення дії пальців. Отже, рух відбувається не внаслідок взаємодії з іншими тілами, а через дію одних частин тіла на інші.

Розглянь малюнок 15.4. Як видно, сили взаємодії між частинками речовини пружини протидіють зовнішній силі, що розтягує її, та намагаються повернути пружину в попередній стан. Такі сили є в кожному тілі. Але в різних речовинах вони мають різні значення, а отже, різні тіла після деформації повертаються до початкової форми краще чи гірше, або й взагалі не відновлюються.

Мал. 15.4. Чим зумовлена сила пружності

Силу пружності позначають, як правило, Fпр. Сила пружності спрямована в бік, протилежний деформації.

Тобі вдалось виявити, є предмети пружні, пластичні й крихкі. Проте за певної дії пружні тіла можуть втратити свої пружні властивості й зруйнуватись. Так можна зламати гнучку лінійку, розірвати гумову стрічку. Тому для дослідження пружних властивостей тіл розрізняють пружні і пластичні деформації.

Силу, що виникає між частинами тіла й повертає його в початковий стан, називають силою пружності.

Результатом досліду з розтягування канцелярської резинки, яка зазнає пружної деформації буде висновок: зі збільшенням видовження резинки під дією зовнішньої сили пропорційно буде збільшуватися й сила пружності.

Сили пружності навколо

Сили пружності навколо тебе майже повсюдно. Ти сидиш на стільці, тиснеш на нього, а в ньому виникають сили пружності, що протидіють тисненню. Будь-яке тіло, що стоїть або висить на чомусь, чи то опирається на щось — викликає реакцію опори (підвісу, стіни тощо) — це теж пружні сили. Пружні властивості мають речовини в будь-якому стані. І в рідинах, і в газах, й у твердих тілах, за стискання чи розрідження виникають пружні сили, які зумовлені силами взаємодії між частинками речовини.

1. Назви види деформацій.

2. Укажи причину виникнення сили пружності.

3. За якою ознакою деформації поділяють на пружні і пластичні?

4. Поясни, де застосовують пружини / пружні матеріали (мал. 15.6).

Мал. 15.6. Як використовують силу пружності?

5. Установи силу, що розтягнула пружину динамометра в кожному випадку, і запиши обидва значення (пригадай, що таке ціна поділки).

Мал. 15.7. Динамометри в дії

6. Прочитай текст. З’ясуй за додатковими джерелами інформації, що є причинами порушень постави. Розроби рекомендації, як убезпечитися від деформацій хребта, виробити й зберегти правильну поставу. Дізнайся більше про пружність свого організму та спробуй дотримуватися власних рекомендацій.

Якщо під час навчання в перших класах від половини до третини дітей мають здорову спину, то вже під час навчання в старшій школі це співвідношення, на жаль, змінюється на гірше — порушень постави немає лише у 2-3 % підлітків. Решта потерпають від викривлень хребта.

7. Знайди в додаткових джерелах інформації рецепти виготовлення «лизуна» (HandGum) і виготов однакові дослідні зразки. Порівняй «лизунів» із різних рецептів за плинністю, здатностями зберігати форму, чинити опір удару, протидіяти розриву, розтяжністю, стрибучістю тощо.