Сила пружності

Сила пружності – це та сила, яка виникає при деформації тіла і яка прагне відновити колишні форму і розміри тіла.
Сила пружності виникає в результаті електромагнітної взаємодії між молекулами і атомами речовини.

Найпростіший варіант деформації можна розглянути на прикладі стиснення і розтягування пружини.

На даному малюнку (x> 0) – деформація розтягу; (X <0) – деформація стиснення. (Fx) – зовнішня сила.

У тому випадку, коли деформація сама незначна, т.е мала, сила пружності спрямована в бік, яка є протилежною за направленням переміщаються частинок тіла і пропорційна деформації тіла:

Fx = Fупр = – kx

За допомогою даного співвідношення виражений закон Гука, який був встановлений експериментальним методом. Коефіцієнт k прийнято називати жорсткістю тіла. Жорсткість тіла вимірюється в ньютонах на метр (Н / м) і залежить від розмірів і форми тіла, а також від того, з яких матеріалів складається дане тіло.

Закон Гука у фізиці для визначення деформації стиснення або розтягування тіла записують зовсім в іншій формі. В даному випадку відносною деформацією називається ставлення ? = x / l. У той же час напругою називається площа поперечного перерізу тіла після відносної деформації:

? = F / S = -Fупр / S

В даному випадку закон Гука формулюють так: напрузі ? пропорційна відносна деформація ?. У цій формулі коефіцієнт Е називають модулем Юнга. Даний модуль не залежить від форми тіла і його розмірів, але в той же час, безпосередньо залежить від властивостей матеріалів, з якого складається дане тіло. Для різних матеріалів модуль Юнга коливається в досить широкому діапазоні. Наприклад, для гуми E ? 2 · 106 Н / м2, а для сталі E ? 2 · 1011 Н / м2 (тобто на п’ять порядків більше).

Цілком припустимо узагальнити закон Гука і в тих випадках, коли відбуваються більш складні деформації. Наприклад, розглянемо деформацію вигину. Розглянемо стрижень, який лежить на двох опорах і має суттєвий прогин.

...
ПОДІЛИТИСЯ: