На гладком столе в однородный стержень длиной l ударяется шарик массой m, движущийся перпендикулярно к стержню
(a) На каком расстоянии x от центра масс стержня C ударился шарик, если сразу
после удара концы стержня двигались со скоростями VA и VB.
(b) На каком расстоянии x от центра масс стержня должен произойти удар, чтобы
шарик передал всю свою кинетическую энергию. Удар абсолютно упругий.
Масса стержня M.
(c) Как изменятся ответы в предыдущих пунктах, если шарик ударяется по углом
не 90 градусов а 45 градусов.

В этой теме рассматривается случай, когда силы действуют вдоль оси бруса (осевое растяжение и сжатие). Изучение необходимо начинать с выяснения во о внутренних силовых факторах, действующих в сечениях стержня.

Применение метода сечений позволяет найти величину и направление равнодействующей внутренней (продольной) силы упругости в рассматриваемом сечении. Следует иметь в виду, что в поперечном сечении, перпендикулярном оси стержня, возникают только нормальные напряжения, которые, в силу гипотезы плоских сечений, равномерно распределены в плоскости сечения и определяются по формуле:

,

где N - внутренняя сила, A - площадь поперечного сечения.

Необходимо знать обе формы записи закона Гука, усвоить такие понятия, как модуль упругости при растяжении- сжатии, коэффициент Пуассона. Ознакомиться с методикой испытаний на растяжение, обработки диаграммы растяжения образца из малоуглеродистой стали с её характерными участками. При экспериментальном изучении растяжения и сжа­тия необходимо усвоить во определения характеристик прочности материала; пределов пропорциональности, упру­гости, текучести и прочности (временное сопротивление), учесть, что численные их значения условны, так как для их нахождения соответствующие силы делят на первоначальную площадь поперечного сечения испытываемого образца.

Передавая телу энергию, можно перевести его из твердого состояния в жидкое (например, расплавить лед) , а из жидкого - в газообразное (превратить воду в пар) . Отнимая энергию у газа, можно получить жидкость, а из жидкости - твердое тело.
Переход вещества из твердого состояния в жидкое называют плавлением.
Чтобы расплавить тело, нужно сначала нагреть его до определенной температуры.
Температуру, при которой вещество плавится, называют температурой плавления вещества.
Одни кристаллические тела плавятся при низкой температуре, другие - при высокой. Лед, например, плавится при температуре 0'С, свинец - при 327'С, олово - при 232'С, а сталь - при 1500'С.
Переход вещества из жидкого состояния в твердое называют отвердеванием или кристаллизацией.
Чтобы началась кристаллизация расплавленного тела, оно должно остыть до определенной температуры
Температуру, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется) , называют температурой отвердевания или кристаллизации.
Опыт показывает, что вещества отвердевают при той же температуре, при которой плавятся. Например, вода кристаллизуется (а лед плавится) при 0'С, чистое железо плавится и кристаллизуется при температуре 1539'С.
Если нагревать какое-либо кристаллическое тело, то можно заметить, что его температура будет повышаться только до момента начала плавления тела, во время процесса плавления температура тела не изменяется.

Плавление и отвердевание кристаллических тел можно объяснить на основании атомно-молекулярной теории строения вещества.
Мы знаем, что в кристаллах молекулы (или атомы) расположены в строгом порядке. Этим объясняется, что все кристаллы одного и того же вещества имеют определенную форму. Однако и в кристаллах молекулы или атомы находятся в движении. Но в отличие, например, от газов, где частицы движутся независимо друг от друга, в твердом теле каждая из частиц влияет на движение других.
От скорости движения молекул, как мы знаем, зависит температура тела. При нагревании тела средняя скорость движения молекул возрастает, - следовательно, возрастает и их средняя кинетическая энергия. Вследствие этого размах колебаний молекул (или атомов) увеличивается, при этом силы, связывающие их, уменьшаются. Когда тело нагреется до температуры плавления, размах колебаний настолько увеличится, что нарушится порядок в расположении частиц в кристаллах. Кристаллы теряют свою форму: вещество плавится, переходя из твердого состояния в жидкое.
При отвердевании вещества все происходит в обратном порядке: средняя кинетическая энергия и скорость молекул в охлажденном расплавленном веществе уменьшаются. Силы притяжения могут снова удержать медленно движущиеся молекулы друг около друга. Вследствие этого расположение частиц становится упорядоченным.
Кристаллизация облегчается, если в жидкости с самого начала присутствуют какие-нибудь посторонние частицы, например пылинки. Они становятся центрами кристаллизации. В обычных условиях в жидкости имеется множество центров кристаллизации, около которых и происходит образование кристалликов.