forța elastică

1.12. forță elastică. legea lui Hooke

În cazul în care deformarea corpului unei forțe care tinde să restabilească fosta mărimea și forma corpului. Această forță apare datorită interacțiunii electromagnetice dintre atomii și moleculele materiei. Aceasta se numește forța elastică.

Cea mai simplă tulpină de tip și tulpina de tracțiune sunt de compresie (Fig. 1.12.1).

tensiune urzeală (x> 0) și compresiune (x <0 ). Внешняя сила

Pentru deformări mici (| x | <

Acest raport exprimă stabilit experimental legea lui Hooke. Coeficientul k se numește rigiditatea corpului. Rigiditatea SI se măsoară în newtoni pe metru (N / m). Coeficientul de rigiditate depinde de forma corpului și dimensiunea, precum și pe material. În fizică, legea lui Hooke pentru tulpina de tracțiune sau de compresiune este de obicei scrisă într-o formă diferită. Gruparea e = raportul x / l se numește deformarea relativă. și raportul sigma = F / S = - F Ex / S. unde S - aria secțiunii transversale a corpului deformat este numită tensiune. Apoi, legea lui Hooke poate afirma ca: gruparea e relativă deformare este proporțională cu sigma de stres.

Factorul E în această formulă se numește modulul lui Young. modulul lui Young este dependentă numai de proprietățile materialului și nu depinde de mărimea și forma corpului. modulul Young al diverselor materiale variază foarte mult. Pentru oțel, de exemplu, E ≈ 2 x 10 11 N / m 2 și pentru cauciuc E ≈ 2 x 10 6 N / m m 2. E. Cinci ordine de mărime mai mică.

legea lui Hooke poate fi generalizat la cazul deformațiilor mai complexe. De exemplu, când deformarea la încovoiere a forța elastică proporțională cu deformarea tijei, capetele care se află pe două suporturi (Fig. 1.12.2).

Forța elastică exercitată asupra corpului de picioare (sau suspensie) se numește forță de reacție la sol. La etaj forță de reacție a corpului de contact este direcționat perpendicular pe suprafața de contact. Prin urmare, este adesea numită forța de presiune normală. În cazul în care corpul este fixat pe o masă orizontală, forța de reacție podea îndreptat vertical în sus și echilibrează forța gravitațională: Forța cu care corpul acționează pe o masă, numit corpul de greutate.

Tehnica este adesea folosit arcuri spirale (Fig. 1.12.3). În tensiune sau prin comprimare arcuri cu forțe elastice, care sunt de asemenea supuse legii lui Hooke. Coeficientul k se numește constanta de primăvară. Limitele de aplicabilitate a izvoarelor conform legii lui Hooke se poate schimba foarte mult lungimea sa. Prin urmare, ele sunt adesea folosite pentru a măsura forțele. tensiune de primăvară, care este gradat în unități de forță, numit un dinamometru. Trebuie avut în vedere faptul că o tracțiune sau arc de compresiune în colaci sale având o deformare complexă de torsiune și încovoiere.

Deformarea tensiunea arcului.

Spre deosebire de unele dintre arcurile și material elastic (cauciuc) tulpina de întindere sau compresiune a tijelor elastice (sau firele) se supun legii liniare a Hooke în limite foarte înguste. Pentru metale deformarea relativă = x gruparea e / l nu trebuie să depășească 1%. La deformări mari apar fenomene ireversibile (fluidității) și distrugerea materialului.

Modelul. legea lui Hooke