§ 10. Идеализированные объекты (окончание)

Абсолютно упругое тело

3. Вспомним опыт по градуировке шкалы динамометра. К пружине, верхний конец которой закреплён, а к нижнему концу прикреплена стрелка, подвесим сначала один груз массой 100 г, а затем два, три, четыре таких же груза, каждый раз отмечая положение стрелки на шкале. Результаты этого опыта (рис. 25) и подобных ему показывают, что возникающая в пружине сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины. Однако эта закономерность проявляется лишь при удлинениях, незначительных по сравнению с длиной самой пружины. Опыт показывает, что, если пружину сильно растянуть, она уже не примет первоначальной формы после снятия внешнего воздействия: в этом случае говорят, что при деформации пройден предел упругости. Но при решении ряда задач удобно и вполне допустимо считать, что никакого предела упругости не существует и сила упругости остаётся прямо пропорциональной удлинению при любой деформации. Такое тело называют абсолютно упругим телом.

Рис. 25

Абсолютно упругое тело — модель, которая позволяет существенно упростить решение задач, связанных, например, с рассмотрением соударений тел.

Абсолютно твёрдое тело

4. Если бы в рассмотренном опыте с пружиной к ней подвесили груз массой не 100 г, а 1 г, пружина тоже деформировалась бы. Но деформация эта была бы крайне незначительной, незаметной на глаз. Точно так же невозможно заметить деформацию крышки парты под действием лежащей на ней книги или полотна дороги под весом большегрузного автомобиля. В ситуациях, когда деформация тела под действием внешней силы крайне мала, можно считать, что деформация отсутствует вовсе, и тем самым перейти от рассмотрения реального физического тела к рассмотрению его модели — абсолютно твёрдого тела.

Абсолютно твёрдым называют тело, которое при любых воздействиях на него сохраняет форму и размеры.

К рассмотренным в этом параграфе и к другим моделям, которые используются в классической механике, мы будем постоянно обращаться.

Вопросы для самопроверки

1. Что общего между реальным объектом и его моделью, чем они различаются?

2. Почему применение моделей влияет на границы применимости физических законов и теорий?

3. Чем материальная точка отличается от геометрической? В каких случаях можно применять модель материальной точки?

4. Что такое абсолютно упругое тело; абсолютно твёрдое тело?

<<< К началу