Сила пружності

Підвісьте пружину (рис. 15.1, а) і потягніть її вниз. Розтягнута пружина буде діяти на руку з деякою силою (рис. 15.1, б). Це сила пружності.

Через що виникає сила пружності? Легко помітити, що сила пружності діє з боку пружини тільки тоді, коли вона розтягнута або стиснута, тобто її форма змінена. Зміна форми тіла називають деформацією.

Сила пружності виникає внаслідок деформації тіла.

В деформованому тілі відстані між частинками трохи змінюються: якщо тіло розтягнуто, то відстані збільшуються, а якщо стисло, то зменшуються. У результаті взаємодії частинок і виникає сила пружності. Вона спрямована завжди так, щоб зменшити деформацію тіла.

Чи завжди деформацію тіла можна помітити? Деформацію пружини легко помітити. А деформується Чи, наприклад, стіл під лежить на ньому книгою? Здавалося б, повинен: адже інакше з боку столу не виникла б сила, яка не дає книзі провалитися крізь стіл. Але на око деформація столу не помітна. Однак це ще не означає, що її немає!

поставимо досвід

Встановимо на столі два дзеркала і направимо на одне з них вузький пучок світла так, щоб після відбиття від двох дзеркал на стіні з’явився маленький світловий зайчик (рис. 15.2). Якщо торкнутися рукою одного з дзеркал, зайчик на стіні зміститься, тому що його положення дуже чутливо до положення дзеркал – в цьому і полягає «родзинка» досвіду.

Покладемо тепер на середину столу книгу. Ми побачимо, що зайчик на стіні негайно змістився. А це означає, що стіл дійсно трохи прогнувся під лежить на ньому книгою.

На цьому прикладі ми бачимо, як за допомогою майстерно поставленого досвіду можна зробити непомітне помітним.

Отже, при непомітних на око деформаціях твердих тіл можуть виникати великі сили пружності: завдяки дії саме цих сил ми не провалюємось крізь підлогу, опори тримають мости, а мости підтримують йдуть по ним важкі вантажівки і автобуси. Але деформація підлоги або опор моста на око непомітна!

На які з оточуючих вас тел діють сили пружності? З боку яких тіл вони прикладені? Помітна на око деформація цих тіл?

Чому не падає лежаче на долоні яблуко? Сила тяжіння діє на яблуко не тільки коли воно падає, але і коли воно лежить на долоні.

Чому ж тоді лежаче на долоні яблуко не падає? Тому, що на нього діє тепер не тільки сила тяжіння Fт, а й сила пружності з боку долоні (рис. 15.3).

Цю силу називають силою нормальної реакції і позначають N. Таку назву сили пояснюється тим, що вона спрямована перпендикулярно поверхні, на якій знаходиться тіло (в даному випадку – поверхні долоні), а перпендикуляр називають іноді нормаллю.

Діючі на яблуко сила тяжіння і сила нормальної реакції врівноважують один одного: вони рівні по модулю і спрямовані протилежно.

На рис. 15.3 ми зобразили ці сили доданими в одній точці – так роблять, якщо розмірами тіла можна знехтувати, тобто можна замінити тіло матеріальною точкою.

Посилання на основну публікацію