Vom continua să revizuiască unele dintre cele din secțiunea „Mecanică“. ședința de astăzi nostru este dedicat forței elastice.
Este această forță stă la baza funcționării ceasurilor mecanice, expunerile sale sunt de remorcare frânghii și cabluri macarale, amortizoare auto și trenuri. Ea simte mingea și un echipament de minge de tenis, racheta si alte sporturi. Cum această forță, și regulile pe care le se supune?
Ca o forță elastică se naște
Meteoritul sub influența gravitației Pământului revine ingheata la sol si .... De ce? Este gravitația Pământului dispare? Nu. Forța nu poate să dispară la fel ca asta. În momentul contactului cu solul forța de gravitație este echilibrată de o altă forță egală cu ea în mărime și opusă în direcția. Și un meteorit, precum și alte organisme de pe teren, rămâne singur.
Această forță de echilibrare este o forță elastică.
Aceleași forțe elastice apar în corp pentru toate tipurile de deformare:
Forțele care rezultă din deformarea elastică se numește.
forța elastică a naturii
Mecanismul de apariție a forțelor elastice ar putea fi explicată numai în secolul XX, când sa stabilit natura forțelor intermoleculare. Fizicienii le numesc „gigant cu arme scurte.“ Care este sensul acestei comparații ingenioase?
Între molecule și atomi ai materialului forțelor atracției și respingerii. O astfel de interacțiune este cauzată, care intră în compoziția lor cea mai mică particulă care transportă sarcini pozitive și negative. Aceste forțe sunt suficient de mari (de aici gigantul cuvânt), dar apar numai la distanțe foarte scurte (short-handed). Pentru distanțe egale cu de trei ori diametrul moleculelor, aceste particule sunt atrase, „bucurie“ graba unul de altul.
Dar vin în contact, ei încep să respingă în mod activ reciproc.
Când tensiunea de rupere la tracțiune crește distanța dintre molecule. forțe intermoleculare încearcă să-l reducă. La comprimarea moleculele mai aproape, provocând repulsie a moleculelor.
Și, din moment ce toate tipurile de deformare pot fi reduse la compresiune si la tracțiune, apariția forțelor elastice sub orice deformare explicată de aceste considerente.
Legea stabilită de Hooke
Studiul forțelor elastice și relația lor cu alte mărimi fizice implicate compatriot si contemporan al celebrului om de știință a lui Newton, Robert Guk. El este considerat fondatorul fizicii experimentale.
Omul de știință a continuat experimentele de aproximativ 20 de ani. El a efectuat experimente privind deformarea la tracțiune de arcuri, agățat-le greutăți diferite. sarcina suspendată provocând orice tensiune de primăvară, atâta timp cât ea a apărut în forța arcului nu este echilibrat greutatea sarcinii.
Ca urmare a numeroase experimente de știință concluzionează forță externă aplicată determină apariția egală cu ea în mărime forță elastică care acționează în direcția opusă.
Formulat-le drept (legea lui Hooke) este după cum urmează:
Forța elastică care apar în timpul deformării corpului este direct proporțional cu cantitatea de deformare și este îndreptată în direcția opusă mișcării particulelor.
Formula legii lui Hooke este după cum urmează:
- F - modul, adică, valoarea numerică a forței elastice; ..
- x - modificări în lungimea corpului;
- k - coeficient de rigiditate în funcție de forma, mărimea și materialul corpului.
Semnul minus indică faptul că forța elastică îndreptată în direcția opusă deplasării particulelor.
Orice lege fizică are limitele sale de aplicare. Legea stabilită prin Hooke poate fi aplicată numai la deformarea elastică atunci când sarcina este îndepărtată după forma și mărimea corpului este complet recuperat.
În corpurile din plastic (argilă, argilă umedă), această recuperare nu se întâmplă.
Elasticitatea într-un fel sau altul au toate solidele. Primul loc pe capacele de cauciuc elastice, al doilea - oțel. Chiar si materiale foarte elastice în anumite sarcini pot prezenta proprietăți de plastic. Acesta este utilizat pentru fabricarea de sârmă, de tăiere de construcții moare părți de formă complexă.
Dacă aveți o mână cântare de bucătărie (steelyard), atunci ei au scris, probabil, greutatea maximă pentru care sunt proiectate. Say 2 kg. Atunci când agățat o sarcină grea, fiind în ele un arc de oțel nu va recăpăta forma.
muncă forță elastică
Ca și în orice forță, forță elastică, capabil să execute lucrarea. Și este foarte util. Acesta protejează corpul deformabil de la distrugere. Dacă ea nu poate face față cu acest lucru, vine distrugerea corpului. De exemplu, un cablu rupt de o macara, string chitara, guma pe praștia, primăvara este în echilibru. Acest lucru are întotdeauna un semn negativ, deoarece forța foarte elastică este prea negativ.
în loc de un epilog
Înarmat cu unele cunoștințe despre forțele de elasticitate și de deformare, putem răspunde cu ușurință la câteva întrebări. De exemplu, de ce osul mare la om au o structură tubulară?
Indoiti metal sau conducător de lemn. porțiunea sa convexă va experimenta o tulpină de tracțiune, și concavă - compresiune. Partea de mijloc a sarcinii nu poate avea loc. Natura și a profitat de acest fapt prin furnizarea de oase lungi umane și animale. În timpul mișcării a oaselor, mușchilor și tendoanelor se confruntă cu tot felul de deformări. Structura osoasă Tubular facilitează foarte mult greutatea lor, absolut nici un efect asupra durabilității acestora.
Tulpinile culturilor cerealiere au aceeași structură. Rafale de vânt le apleacă la pământ, și forța elastică pentru a ajuta indrepta. Apropo, rack biciclete este, de asemenea, realizat din tuburi, nu de tije: greutatea este mult mai puțin și de a salva de metal.
Legea stabilită de Robert Hooke, a fost baza pentru crearea teoriei elasticității. Calculele făcute de formulele acestei teorii, permit durabilitatea clădirilor înalte și alte structuri.
În cazul în care acest post este util pentru tine, Buda bucuros să te văd în grupul VKontakte. Și totuși - mulțumită dacă ai nazhmosh pe unul dintre butoanele „place“: