Слайд 2Теория для практики
Измерения показывают, что одно и то же тело расширяется
при различных температурах по-разному: при высоких температурах тепловое расширение обычно сильнее, чем при низких. Однако разница в расширении невелика, при относительно небольших изменениях температуры мы можем ею пренебречь и считать, что изменение размеров тела пропорционально изменению температуры. Обозначим длину тела при начальной (например, комнатной) температуре t буквой L, а длину того же тела при температуре t' – буквой L'. Удлинение тела при нагревании на (t' – t)° равно L' – L. Удлинение того же тела при нагревании на 1 °С будет при наших предложениях в (t' – t) раз меньше, т.е. равным L' – L /(t' – t). Это – общее удлинение всего тела. Чтобы получить характеристику теплового расширения материала, из которого сделано тело, надо взять относительное удлинение, т.е. отношение наблюдаемого удлинения к длине нашего тела при определённых, нормальных, условиях. Нормальной считают длину тела при 0 °С и обозначают её L0.
Слайд 3Итак, величина, характеризующая тепловое расширение материала, есть = (L' – L)/[L0(t' – t)]. Она называется коэффициентом линейного
расширения и показывает, на какую долю своей нормальной длины увеличивается длина тела при нагревании на 1 °С.
Вредное влияние теплового расширения приходится учитывать и при постройке мостов, плотин, металлургических печей и других сооружений. Строя мостовую ферму на береговом устое, закрепляют наглухо только один её конец, а другой устанавливают с помощью шарнира 1 на подвижной опоре, которая помещается на стальных катках 2. Вследствие этого при тепловом расширении ферма свободно передвигается на катках, не расшатывая и не повреждая береговые устои. Сооружая большие мосты и плотины, также стремятся ослабить разрушительное действие теплового расширения. Для этого в них устраивают «термические швы» – узкие прослойки из пластичного материала, например, асфальта, допускающие расширение постройки при её нагревании.
Слайд 4Тесно связаны мосты с колебательным движением и, в частности, с резонансом.
Резона́нс - явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при совпадении частоты собственных колебаний с частотой колебаний вынуждающей силы.
Слайд 5Многие физические объекты, обладая определённой упругостью, могут совершать собственные колебания, а
внешнее периодическое воздействие на них может оказаться резонансным. Изучение явления резонанса позволяет избежать отрицательных последствий этих воздействий.
Слайд 6Конструкции мостов испытывают все виды деформаций: сжатия и растяжения, изгиба, кручения,
сдвига. Чтобы мост долго служил, необходимо, чтобы деформации были упругими, т.е. исчезали после снятия нагрузки.
Слайд 7Задача: физическая и техническая
Сложную физическую и техническую задачу решили 5 лет
назад московские мостостроители: они перенесли вдоль Москвы-реки на 1,5 км один из мостов.
Слайд 8К этой операции готовились полгода. Её уникальность заключалась в том, что
сплав огромной конструкции осуществлялся в городе, в ограниченном пространстве. Вся операция передвижки 1390-тонной арки длиной 135 м заняла 8,5 суток. Мост перевозили тремя самоходными баржами: две – грузоподъёмностью по 1,2 тыс. т и одна грузоподъёмностью 3 тыс. т. Транспортировка шла при постоянном контроле. Учёные установили в разных точках конструкций десятки датчиков, прогибомеров, тензометров. Данные всех приборов поступали на компьютер.
Баржи вели по реке шесть буксиров мощностью 4500 л.с. каждый (три спереди и три сзади). Расчётную скорость сплава – 0,2 м/с при скорости течения реки 0,5 м/с – выдержать было трудно. Приходилось постоянно тормозить. В сплаве участвовали около 200 человек. По прогнозам специалистов, на новом месте мост простоит ещё 100 лет. Для этого сделали всё возможное: отчистили его, капитально отремонтировали, загрунтовали и покрыли высококачественной краской.
Слайд 9Со второй половины 20-х гг. ХХ в. начали сооружать железобетонные мосты.
Опоры облицовывали гранитными глыбами, и мосты выглядели неуклюжими. С середины 1930-х гг. мосты начали строить в стиле прошлого столетия – с решётками, фонарями и прочими украшениями. В период блокады ни один большой мост серьёзно не пострадал – помогла искусная маскировка. Сегодня под охраной государства находятся 14 мостов.
Слайд 10Переправы для военных
Серьёзное препятствие на пути военных – реки. Переправу наводит
тяжёлый механизированный мостоукладчик (ТММ). Он может перекинуть мост через реку в считанные секунды. По сути дела, это автомобиль высокой проходимости с закреплённым на нём складным мостом. Длина одного пролёта 10,5 м, ширина проезжей части – 3,8 м. Конструкция опоры позволяет изменять её высоту от 1,7 до 3,2 м; сооружение выдерживает нагрузку до 600 кН.
Слайд 12Выводы:
На примере разных конструкций мостов мы увидели взаимосвязь предметов физика и
химия, сопротивление материалов.
Чтобы стать мостостроителем, необходимо знать о многих явлениях и законах из разных наук.