弹性形变是什么意思(如何观察肉眼看不见的弹性形变)
发布时间:2024-11-08 09:00:55
弹性形变是指撤掉弹力后,发生形变的物体能自发恢复原来的形状。我们知道,弹力包括推力、拉力、压力和支持力等。以弹簧为例,拉长弹簧和压缩弹簧的时候,我们很容易观察到弹簧的弹性形变——伸长或缩短。但如果是把一个水杯放在木桌上,它们之间的支持力和压力造成的弹性形变是很微小的,肉眼无法观察。
在初中物理,我们用转换法来研究微小变化这种不容易观察的现象。简单地说,转换法就是把微小变化转换成明显的变化。现在我们来介绍两种观察微小弹性形变的方法↓↓↓
利用光的反射来观察
将平面镜M放置在水平桌面上,光源S发出一束激光射到镜面上,经反射后在标尺上形成光斑P。 |
我们在图示位置用力F向下挤压桌面,桌面会发生向下凹陷的微小弹性形变,平面镜右边降低,法线顺时针转过微小的角度,入射角变大,根据光的反射定律,反射光线也会顺时针转过微小的角度(如上图红色光线所示),结合圆周运动的角速度和线速度的关系,标尺上的光斑P会向右移动较大的距离。这样,就观察到了微小的形变!
利用细小的液柱来观察
将椭圆形厚玻璃瓶装满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中,在细玻璃管内装入少量水,使水柱的高度适中。 |
我们沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶,由于玻璃瓶和手之间产生了压力即弹力的作用,玻璃瓶会发生收缩的微小弹性形变。这个形变使瓶内的水向细玻璃管里面跑,所以我们会观察到玻璃管中的水柱升高,停止挤压玻璃瓶后,水柱又恢复原来的高度。玻璃管越细,这个效果就越明显。