Несподівана аналогія
- Відомі наступні правила знаходження загального опору при послідовному та паралельному з'єднанні резисторів (рис.1). Їх легко отримати, використовуючи закон Ома для однорідної ділянки кола. В курсі електродинаміки в старших класах ми познайомимось із паралельним та послідовним з'єднанням конденсаторів, індуктивностей, джерел.
- Проте схожі з'єднання можна зустріти і в механіці. Наприклад: дві пружини жорсткостями к(1) та к(2) відповідно, з'єднано паралельно. Легко довести, що, внаслідок заміни цих двох пружин однією жорсткості к не спостерігатиметься жодних змін якщо к = к(1) + к(2). Отже:
- при паралельному з"єднанні пружин сумарна жорсткість дорівнює алгебраїчній сумі жорсткостей всіх пружин ( рис. 2.1 ).
- Слід зауважити, що всі пружини в процесі деформації повинні перебувати в рівних умовах.
- Аналогічно, використовуючи третій закон Ньютона та закон Гука можна довести, що: при послідовному з'єднанні пружин додаються обернені величини їх жорсткостей ( рис. 2.2 ).
- Дані формули мають широке застосування в динаміці, статиці і особливо в фізиці механічних коливань.
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh9Nu-GUluM0ZYDIdsfVbTcl0OAMV5cVy3wZPnOg-elR5OScfvXreMDE196pyjXcw6wDu_7jyUirtjterMxoQFCmw2RhKzH6fsSw5FlgpVbfc2q0I1CT2R83zcO521kptITq_NXlyyb5fs/s400/%25D0%2591%25D0%25B5%25D0%25B7%25D1%258B%25D0%25BC%25D1%258F%25D0%25BD%25D0%25BD%25D1%258B%25D0%25B955yu.bmp) |
рис. 1 |
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjvrDhGsZmMi66djrfDyUq94OFM4Pan4DYUt_81-SDlYgNRLDprwOtLKAVjey84pRlys8zlCsrz6GZxlTjvo0BNvL1cKaJxeqsvV9aeJUK6qL-KxsKZoc7E1UvtkWN6SlXdLsBVPKxPkwY/s400/%25D0%2591%25D0%25B5%25D0%25B7%25D1%258B%25D0%25BC%25D1%258F%25D0%25BD%25D0%25BD%25D1%258B%25D0%25B9+22.bmp) |
рис. 2.1, 2.2 |
Ознайомся з матеріалом та дай відповіді на наступні запитання.
- Сформулюйте закон Ома для однорідної ділянки кола? закон Гука.?
- Доведіть формули для послідовного та паралельного з"єднання опорів.
- Доведіть формули для визначення жорсткостей при паралельному та послідовному з"єднанні пружин.
- Придумайте механічну задачу на з"єднання пружин.