Наблюдаем анизотропию на примере бумаги
Хорошим пособием для наблюдения анизотропии свойств материалов является обычная бумага. Бумага — это связанные между собой древесные волокна длиной 2-4 мм и толщиной 30-50 мкм, которые имеют кристаллические и аморфные участки. Свойства волокон вдоль их осей и в перпендикулярном к ним направлении различны. При производстве бумаги оси волокна располагаются в плоскости листа, но не абсолютно хаотично. В результате механического взаимодействия с катками бумагоделательной машины они преимущественно ориентируются в направлении движения бумажного волокна. Поэтому появляется анизотропия свойств в так называемом машинном и поперечном к нему направлениях. Наибольшую анизотропию имеет бумага, изготовляемая на высокоскоростных машинах, например, газетная.
Самое простое — это наблюдение анизотропии механических свойств. Берем газету и рвем ее в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В одном направлении линия разрыва ровная, а в другом — рваная, потому что механическая прочность разная.
Для наблюдения анизотропии при изгибе вырезаем две одинаковые полоски длиной около 15 см и шириной около 2 см в машинном и поперечном направлениях. Складываем их вместе и, держа полоски за один конец, наблюдаем, что изгиб полосок разный.
Для бумаги характерна анизотропия всех физико-механических свойств.
Вопросы и задания
1. В чем заключается анизотропность вещества? Анизотропию каких свойств бумаги можно наблюдать, проделав данный опыт?
2. Машинное направление будет вдоль или поперек ровной линии разрыва?
3. Какая полоска больше изогнется: вырезанная в поперечном или в машинном направлении? Как вы думаете, как связана анизотропия бумаги с процессом ее изготовления?
4. Какие тела обладают изотропией? Приведите примеры анизотропных и изотропных тел.
Качественная задача
Качественная задача на применение закона сохранения энергии.
На высоте 2,2 м от поверхности Земли мяч имел скорость 10 м/c. С какой скоростью мяч достигнет поверхности Земли? Сопротивлением воздуха пренебречь, ускорение свободного падения принять 10 м/c2 (рис. 22).
Приложение к билету № 13
Текст по разделу «Электродинамика», содержащий описание использования законов электродинамики в технике, задания на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства