Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 CHƢƠNG VII: CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THẾ CHỦ ĐỀ 22: CHẤT RẮN, BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN A.PHẦN LÝ THUYẾT Thế chất rắn kết tinh? Chất rắn vơ định hình? Hƣớng dẫn - Các chất rắn muối ăn, thạch anh… mà hình dạng bên ngồi có cạnh thẳng, mặt phẳng, góc đa diện (tức có dạng hình học) gọi chất rắn kết tinh Như chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể, có dạng hình học nhiệt độ nóng chảy xác định - Các chất rắn nhựa thơng, hắc ín… mà hình dạng bên ngồi khơng có dạng hình học gọi chất rắn vơ định hình Như chất rắn vơ định hình khơng có cấu trúc tinh thể, khơng có dạng hình học nhiệt độ nóng chảy (hoặc đơng đặc) xác định Chất rắn vơ định hình có tính đẳng hướng Một số chất lưu huỳnh, đường… chất rắn kết tinh hay chất rắn vơ định hình tùy thuộc vào việc người ta làm chúng rắn lại Tinh thể gì? Thế mạng tinh thể? Hƣớng dẫn * Vật rắn kết tinh dù bị vỡ nhỏ có dạng hình học Các vật rắn có dạng hình học gọi tinh thể - Tinh thể chất rắn có hình dạng đặc trưng riêng xác định - Tinh thể cấu tạo từ hạt (nguyên tử, phân tử, iôn) liên kết chặt với xếp theo trật tự tuần hồn khơng gian Mỗi hạt ln dao động quanh vị trí cân * Tính tuần hồn (cách xếp) khơng gian tinh thể biểu diễn mạng tinh thể Thế vật rắn đơn tinh thể vật rắn đa tinh thể? Hƣớng dẫn - Vật rắn cấu tạo từ tinh thể gọi vật rắn đơn tinh thể - Vật rắn cấu tạo từ nhiều tinh thể nhỏ liên kết hỗn độn với gọi vật rắn đa tinh thể Mô tả chuyển động nhiệt chất rắn kết tinh chất rắn vơ định hình Hƣớng dẫn: - Chuyển động nhiệt chất rắn kết tinh dao động hạt quanh vị trí xác định mạng - Chuyển động nhiệt chất rắn vô định hình dao động hạt quanh vị trí cân Các vị trí cân phân bố theo kiểu trật tự gần, nghĩa hạt hạt khác nằm gần kề phân bố có trật tự, xa hạt nói trật tự dần 1http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 - Khi nhiệt độ tăng dao động hạt mạnh lên Thế tính dị hƣớng? Tính đẳng hƣớng? Hƣớng dẫn - Tính dị hướng vật thể chỗ tính chất vật lý theo phương khác vật khơng - Trái với tính dị hướng tính đẳng hướng Các vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng vật rắn đa tinh thể có tính đẳng hướng Phân biệt biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo Hƣớng dẫn Tác dụng lực vào vật rắn làm cho vật rắn biến dạng (hình dạng kích thước thay đổi) - Trường hợp tác dụng lực, vật lấy lại hình dạng kích thước ban đầu vật rắn có tính đàn hồi, biến dạng vật biến dạng đàn hồi - Trường hợp tác dụng lực, vật không lấy lại hình dạng kích thước ban đầu vật rắn có tính dẻo, biến dạng vật biến dạng dẻo hay biến dạng dư Nói chung, vật rắn nhiều có tính đàn hồi lẫn tính dẻo Phát biểu viết biểu thức định luật Húc biến dạng kéo (hoặc nén) vật rắn Hƣớng dẫn Phát biểu: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối vật rắn hình trụ tỉ lệ với ứng suất gây nó:   l F ~ l0 S Có thể viết:   . với   Suy ra:   hệ số tỉ lệ (E suất đàn hồi đơn vị Pa) E l F  E  E (E suất đàn hồi, đơn vị Pa) S l0 Chú ý: Với k  E Fđh  k l  E S hệ số đàn hồi hay độ cứng rắn, lực đàn hồi tính theo biểu thức l0 S l l0 Thế giới hạn bền? Hƣớng dẫn 2http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Khi rắn chịu tác dụng lực kép F đủ lớn, tính đàn hồi bị biến dạng dẻo Khi tăng lực F đến giá trị Fb rắn bị đứt Các vật liệu có giới hạn bền, vượt q giới hạn vật bị hỏng B PHẦN BÀI TẬP Một sợi dây kim loại dài 1,8m có đường kính 0,5mm Khi bị kéo lực 20N sợi dây bị dãn thêm 1,2mm Hãy tính suất đàn hồi kim loại làm dây Một dây làm thép có chiều dài 3m, đường kính tiết diện ngang 0,4mm Biết thép có suất Yâng E  2.1011 Pa a) Tính độ cứng dây thép b) Treo vào dây vật có khối lượng 4kg Tính độ biến dạng dây Một thép tròn đường kính 16mm suất đàn hồi 2.1011 Pa Giữ chặt đầu nén đầu lại lực 1,6.105 N để biến dạng nén đàn hồi Tính độ co ngắn tỉ đối l ( l độ dài ban đầu, l độ biến dạng nén) Một rắn đồng chất, tiết diện có hệ số đàn hồi 150N/m, đầu gắn cố định, đầu treo vật nặng để biến dạng đàn hồi Biết gia tốc rơi tự g  10m / s a) Muốn dài thêm 4cm, vật nặng phải có khối lượng bao nhiêu? b) Cắt rắn để ngắn nửa chiều dài ban đầu treo vào nửa cắt vật nặng câu a dãn bao nhiêu? Một vật có khối lượng 120kg treo sợi dây nhôm với giới hạn bền nhôm 1,1.108 Pa Dây treo phải có tiết diện ngang để ứng suất kéo gây trọng lượng vật không vượt 20% giới hạn bền vật liệu làm dây? Độ biến dạng tương đối dây bao nhiêu? Cho E nhôm  7.107 Pa lấy g  10m / s Một dây thép có đường kính tiết diện 6mm dùng để treo trọng vật có khối lượng 10 Tính hệ số an toàn Cho biết giới hạn bền dây thép 3.1010 N / m Lấy g  10m / s C HƢỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ Ta có: F  k l với k  E  suất đàn hồi: E  d d l S  F  E S  4 l0 l0 4F.l0 4.20.1,8   15, 28.1010 Pa 3 3 d l 3,14(0,5.10 ) 1, 2.10 3http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 d d S kE a) Độ cứng k  E với S  4l0 l0 Thay số: k  2.1011 b) Độ dãn: l  3,14.0,00042  8,3.103 N / m 4.3 Fđh mg 4.10    0,0048m  4,8mm k k 8,3.103 Lực nén vào thép lực đàn hồi xuất d d l S FE Ta có: F  k l với k  E S  4 l0 l0 Độ co tỉ đối: l 4F 4.1,6.105    0,39.102  0,39% 11 l0 E.d 2.10 3,14.0,016 a) Khi vật nặng cân trọng lượng vật độ lớn lực đàn hồi: P  Fđh hay mg  k l  m  k l 150.0,04   0,6kg g 10 b) Khi rắn bị cắt bớt nửa độ cứng tăng gấp đôi Nếu treo vật có khối lượng m (như câu a) độ dãn giảm nửa, tức dãn 2cm Trọng lượng vật: P = mg = 120.10 = 1200N Ứng suất kéo gây trọng lượng đèn chùm:  n  Vì   20%.1,1.108 Pa nên S P S P  0, 22.108 m S 1200  0,54.104 0, 22.10 Vậy dây treo phải có tiết diện nhỏ 54mm để ứng suất kéo gây trọng lượng vật không vượt 20% giới hạn bền vật liệu làm dây Độ biến dạng tương đối dây: l P 1200    3,17.104  0,032% 4 10 l0 S.E 0,54.10 7.10 Tiết diện dây thép: S   d 3,14(6.103 )   28, 26.106 m 4 Lực căng tác dụng lên đơn vị diện tích tiết diện dây thép: 4http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 f P mg 100000    0,35.1010 N / m S S 28.26.10 Hệ số an toàn: n  3.1010  8,6 0,35.1010 5http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... Các vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng vật rắn đa tinh thể có tính đẳng hướng Phân biệt biến dạng đàn hồi biến dạng dẻo Hƣớng dẫn Tác dụng lực vào vật rắn làm cho vật rắn biến dạng (hình dạng. .. dụng lực, vật lấy lại hình dạng kích thước ban đầu vật rắn có tính đàn hồi, biến dạng vật biến dạng đàn hồi - Trường hợp tác dụng lực, vật khơng lấy lại hình dạng kích thước ban đầu vật rắn có tính... có tính dẻo, biến dạng vật biến dạng dẻo hay biến dạng dư Nói chung, vật rắn nhiều có tính đàn hồi lẫn tính dẻo Phát biểu viết biểu thức định luật Húc biến dạng kéo (hoặc nén) vật rắn Hƣớng dẫn