इन लोचदार तत्वों के विषय में वसंत कठोरता सूत्र शायद सबसे महत्वपूर्ण बिंदु है। आखिरकार, यह कठोरता है जो इन घटकों को इतने व्यापक रूप से उपयोग करने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

आज, वस्तुतः कोई भी उद्योग स्प्रिंग्स के बिना नहीं कर सकता; उनका उपयोग उपकरण और मशीन उपकरण निर्माण, कृषि, खनन और रेलवे उपकरण, ऊर्जा और अन्य उद्योगों के उत्पादन में किया जाता है। वे ईमानदारी से विभिन्न इकाइयों के सबसे महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण स्थानों में सेवा करते हैं, जहां उनकी अंतर्निहित विशेषताओं की आवश्यकता होती है, सबसे पहले, वसंत की कठोरता, जिसका सूत्र सामान्य रूप से स्कूल के बच्चों के लिए बहुत ही सरल और परिचित है।

काम की विशेषताएं

कोई भी स्प्रिंग एक लोचदार उत्पाद है, जो ऑपरेशन के दौरान स्थिर, गतिशील और चक्रीय भार के अधीन होता है। इस भाग की मुख्य विशेषता यह है कि यह बाहरी बल के तहत विकृत हो जाता है, और जब प्रभाव बंद हो जाता है, तो यह अपने मूल आकार और ज्यामितीय आयामों को पुनर्स्थापित करता है। विरूपण की अवधि के दौरान, ऊर्जा जमा होती है, बहाली के दौरान - इसका स्थानांतरण।

यह अपने मूल रूप में लौटने के लिए यह संपत्ति है जिसने इन भागों का व्यापक उपयोग लाया है: वे उत्कृष्ट सदमे अवशोषक, वाल्व तत्व हैं जो अतिरिक्त दबाव को रोकते हैं, उपकरणों को मापने के लिए सहायक उपकरण हैं। इन और अन्य स्थितियों में, लोचदार रूप से विकृत होने की क्षमता के कारण, वे एक महत्वपूर्ण कार्य करते हैं, इसलिए उनसे उच्च गुणवत्ता और विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।

स्प्रिंग्स के प्रकार

इन भागों के कई प्रकार हैं, सबसे आम हैं तनाव और संपीड़न स्प्रिंग्स।

• उनमें से पहले बिना लोड के शून्य पिच है, यानी कॉइल कॉइल के संपर्क में है। विरूपण की प्रक्रिया में, वे खिंचाव करते हैं, उनकी लंबाई बढ़ जाती है। लोड की समाप्ति अपने मूल रूप में वापसी के साथ होती है - फिर से कॉइल टू कॉइल।
• उत्तरार्द्ध, इसके विपरीत, शुरू में घुमावों के बीच एक निश्चित कदम के साथ हवा, और लोड के तहत सिकुड़ते हैं। निरंतर प्रदर्शन के लिए घुमावों का संपर्क एक प्राकृतिक सीमक है।

प्रारंभ में, यह तनाव वसंत के लिए था कि उस पर निलंबित भार के द्रव्यमान का अनुपात और उसके ज्यामितीय आकार में परिवर्तन पाया गया, जो द्रव्यमान और लंबाई के माध्यम से वसंत की कठोरता के सूत्र का आधार बन गया।

अन्य प्रकार के झरने क्या हैं

लागू बाहरी बल पर विरूपण की निर्भरता अन्य प्रकार के लोचदार भागों के लिए भी मान्य है: मरोड़, झुकना, डिस्क के आकार का, और अन्य। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि उन पर किस विमान बल को लागू किया जाता है: एक में जहां अक्षीय रेखा स्थित है, या उसके लंबवत है, उत्पादित विरूपण उस बल के समानुपाती होता है जिसके तहत यह हुआ था।

मुख्य विशेषताएं

स्प्रिंग्स के प्रकार के बावजूद, निरंतर विरूपण से जुड़े उनके काम की विशेषताओं के लिए निम्नलिखित मापदंडों की आवश्यकता होती है:

• एक निश्चित अवधि के लिए लोच के निरंतर मूल्य को बनाए रखने की क्षमता।
• प्लास्टिसिटी।
• विश्राम प्रतिरोध, जिसके कारण विकृतियाँ अपरिवर्तनीय नहीं होती हैं।
• ताकत, यानी विभिन्न प्रकार के भारों का सामना करने की क्षमता: स्थिर, गतिशील, झटका।

इनमें से प्रत्येक विशेषता महत्वपूर्ण है, हालांकि, किसी विशेष नौकरी के लिए लोचदार घटक चुनते समय, इसकी कठोरता मुख्य रूप से इसकी कठोरता में एक महत्वपूर्ण संकेतक के रूप में रुचि रखती है कि क्या यह इस मामले के लिए उपयुक्त है और यह कितनी देर तक काम करेगा।

कठोरता क्या है

कठोरता एक भाग की विशेषता है जो दर्शाती है कि इसे संपीड़ित करना कितना आसान या सरल होगा, इसे करने के लिए कितना बल लगाया जाना चाहिए। यह पता चला है कि लोड के तहत होने वाली विकृति अधिक होती है, अधिक से अधिक लागू बल (आखिरकार, इसके विरोध में उत्पन्न होने वाले लोचदार बल का मापांक में समान मूल्य होता है)। इसलिए, विरूपण की डिग्री निर्धारित करना संभव है, लोच के बल (लागू बल) और इसके विपरीत, आवश्यक विरूपण को जानकर, यह गणना करना संभव है कि किस बल की आवश्यकता है।

कठोरता / लोच की अवधारणा की भौतिक नींव

स्प्रिंग पर लगने वाला बल अपना आकार बदल लेता है। उदाहरण के लिए, तनाव/संपीड़न स्प्रिंग्स बाहरी बल के प्रभाव में छोटा या लंबा हो जाता है। हुक के नियम के अनुसार (यह उस सूत्र का नाम है जो आपको वसंत कठोरता के गुणांक की गणना करने की अनुमति देता है), बल और विरूपण एक विशेष पदार्थ की लोच की सीमा के भीतर एक दूसरे के समानुपाती होते हैं। बाहर से लगाए गए भार के विरोध में, एक बल उत्पन्न होता है जो परिमाण में समान होता है और संकेत में विपरीत होता है, जिसका उद्देश्य भाग के मूल आयामों और उसके आकार को बहाल करना होता है।

इस लोचदार बल की प्रकृति विद्युत चुम्बकीय है, यह उस सामग्री के संरचनात्मक तत्वों (अणुओं और परमाणुओं) के बीच एक विशेष बातचीत के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है जिससे यह हिस्सा बना है। इस प्रकार, कठोरता जितनी अधिक होगी, लोचदार भाग को खींचना / संपीड़ित करना उतना ही कठिन होगा, लोच का गुणांक जितना अधिक होगा। इस सूचक का उपयोग, विशेष रूप से, विभिन्न स्थितियों में उपयोग के लिए स्प्रिंग्स के निर्माण के लिए एक विशेष सामग्री का चयन करते समय किया जाता है।

सूत्र का पहला संस्करण कैसे आया

एक स्प्रिंग की कठोरता की गणना करने का सूत्र, जिसे हुक का नियम कहा जाता है, प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया था। एक लोचदार तत्व पर निलंबित विभिन्न द्रव्यमानों के भार के प्रयोगों के दौरान, इसके खिंचाव के परिमाण को मापा गया। तो यह पता चला कि विभिन्न भारों के तहत एक ही परीक्षण भाग विभिन्न विकृतियों से गुजरता है। इसके अलावा, भार की एक निश्चित संख्या के निलंबन, द्रव्यमान में समान, ने दिखाया कि प्रत्येक जोड़ा / हटाया गया वजन समान मात्रा में लोचदार तत्व की लंबाई को बढ़ाता / घटाता है।

इन प्रयोगों के परिणामस्वरूप, निम्न सूत्र दिखाई दिया: kx \u003d mg, जहाँ k किसी दिए गए स्प्रिंग के लिए एक गुणांक स्थिरांक है, x वसंत की लंबाई में परिवर्तन है, m इसका द्रव्यमान है, और g का त्वरण है फ्री फॉल (अनुमानित मान 9.8 m / s² है)।

इस प्रकार, कठोरता संपत्ति की खोज की गई, जो लोच के गुणांक को निर्धारित करने के सूत्र की तरह, किसी भी उद्योग में व्यापक आवेदन पाता है।

कठोरता सूत्र

आधुनिक स्कूली बच्चों द्वारा अध्ययन किया गया सूत्र, वसंत कठोरता के गुणांक को कैसे खोजना है, बल और परिमाण का अनुपात है, जो इस प्रभाव के परिमाण के आधार पर वसंत की लंबाई में परिवर्तन दिखा रहा है (या

लोचदार बल के मापांक में इसके बराबर)। यह सूत्र इस तरह दिखता है: एफ = -केएक्स। इस सूत्र से, लोचदार तत्व का कठोरता गुणांक लोचदार बल के अनुपात के बराबर होता है, इसकी लंबाई में परिवर्तन होता है। भौतिक मात्राओं की इकाइयों की SI अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में, इसे न्यूटन प्रति मीटर (N/m) में मापा जाता है।

सूत्र लिखने का दूसरा तरीका: यंग का गुणांक

भौतिकी में तन्यता/संपीड़न विकृति को थोड़ा संशोधित हुक के नियम द्वारा भी वर्णित किया जा सकता है। सूत्र में सापेक्ष तनाव (लंबाई में इसके प्रारंभिक मूल्य में परिवर्तन का अनुपात) और तनाव (बल का अनुपात भाग के पार-अनुभागीय क्षेत्र में अनुपात) के मूल्य शामिल हैं। इस सूत्र के अनुसार सापेक्ष विरूपण और तनाव आनुपातिक हैं, और आनुपातिकता का गुणांक यंग के मापांक का व्युत्क्रम है।

यंग का मापांक इस मायने में दिलचस्प है कि यह पूरी तरह से सामग्री के गुणों से निर्धारित होता है, और किसी भी तरह से भाग के आकार या इसके आयामों पर निर्भर नहीं करता है।

उदाहरण के लिए, यंग का मापांक 100

क्या यह लगभग ग्यारह शून्य वाले एक के बराबर है (इकाई - एन / वर्ग मीटर)।

कठोरता गुणांक की अवधारणा का अर्थ

कठोरता गुणांक - हुक के नियम से आनुपातिकता का गुणांक। इसे उचित रूप से लोच का गुणांक भी कहा जाता है।

वास्तव में, यह बल की मात्रा को दर्शाता है जिसे लोचदार तत्व पर लागू किया जाना चाहिए ताकि इसकी लंबाई एक से बदल सके (इस्तेमाल की गई माप प्रणाली में)।

इस पैरामीटर का मान वसंत की विशेषता वाले कई कारकों पर निर्भर करता है:

• इसके निर्माण में प्रयुक्त सामग्री।
• प्रपत्र और डिज़ाइन सुविधाएँ।
• ज्यामितीय आयाम।

इस सूचक के अनुसार, आप कर सकते हैं

यह निष्कर्ष निकालने के लिए कि उत्पाद भार के प्रभावों के लिए कैसे प्रतिरोधी है, अर्थात बाहरी प्रभाव लागू होने पर इसका प्रतिरोध क्या होगा।

स्प्रिंग्स की गणना की विशेषताएं

यह दिखाते हुए कि वसंत की कठोरता का पता कैसे लगाया जाता है, सूत्र शायद आधुनिक डिजाइनरों द्वारा सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले में से एक है। आखिरकार, इन लोचदार भागों का उपयोग लगभग हर जगह किया जाता है, अर्थात, उनके व्यवहार की गणना करना और उन्हें चुनना आवश्यक है जो आदर्श रूप से अपने कर्तव्यों का सामना करेंगे।

हुक का नियम लागू बल पर एक लोचदार भाग के विरूपण की निर्भरता को बहुत सरलता से दर्शाता है; चल रही प्रक्रिया की सभी विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, इंजीनियर कठोरता गुणांक की गणना के लिए अधिक सटीक सूत्रों का उपयोग करते हैं।

उदाहरण के लिए:

• आधुनिक इंजीनियरिंग एक बेलनाकार मुड़ वसंत को एक गोलाकार क्रॉस सेक्शन के साथ तार के सर्पिल के रूप में मानती है, और सिस्टम में मौजूद बलों के प्रभाव में इसके विरूपण को प्राथमिक बदलावों के एक सेट द्वारा दर्शाया जाता है।
• जब झुकने को विकृत किया जाता है, तो विरूपण को समर्थन पर इसके सिरों के साथ स्थित रॉड का विक्षेपण माना जाता है।

वसंत कनेक्शन की कठोरता की गणना करने की विशेषताएं

एक महत्वपूर्ण बिंदु श्रृंखला में या समानांतर में जुड़े कई लोचदार तत्वों की गणना है।

कई भागों की समानांतर व्यवस्था के साथ, इस प्रणाली की समग्र कठोरता व्यक्तिगत घटकों के गुणांकों के एक साधारण योग द्वारा निर्धारित की जाती है। जैसा कि आप आसानी से देख सकते हैं, सिस्टम की कठोरता एक हिस्से की तुलना में अधिक है।

अनुक्रमिक व्यवस्था के साथ, सूत्र अधिक जटिल होता है: कुल कठोरता का व्युत्क्रम प्रत्येक घटक की कठोरता के व्युत्क्रम के योग के बराबर होता है। इस प्रकार में, योग शर्तों से कम है।

इन निर्भरताओं का उपयोग करके, किसी विशेष मामले के लिए लोचदार घटकों का सही विकल्प निर्धारित करना आसान है।

प्रकृति, अंतर-आणविक अंतःक्रिया की एक स्थूल अभिव्यक्ति है। शरीर के खिंचाव/संपीड़न के सबसे सरल मामले में, लोचदार बल सतह के लंबवत, शरीर के कणों के विस्थापन के विपरीत निर्देशित होता है।

बल वेक्टर शरीर के विरूपण (इसके अणुओं के विस्थापन) की दिशा के विपरीत है।

हुक का नियम

एक आयामी छोटे लोचदार विकृतियों के सबसे सरल मामले में, लोचदार बल के सूत्र का रूप है:

,

शरीर की कठोरता कहाँ है, विकृति का परिमाण है।

मौखिक निरूपण में, हुक का नियम इस प्रकार है:

शरीर के विरूपण से उत्पन्न होने वाला लोचदार बल शरीर के बढ़ाव के सीधे आनुपातिक होता है और विरूपण के दौरान अन्य कणों के सापेक्ष शरीर के कणों की गति की दिशा के विपरीत निर्देशित होता है।

अरेखीय विकृति

विरूपण के परिमाण में वृद्धि के साथ, हुक का नियम काम करना बंद कर देता है, लोचदार बल तनाव या संपीड़न के परिमाण पर जटिल तरीके से निर्भर होने लगता है।

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.

देखें कि "बल की लोच" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

लोचदार बल- लोचदार ऊर्जा - विषय तेल और गैस उद्योग पर्यायवाची शब्द लोचदार ऊर्जा EN लोचदार ऊर्जा ... तकनीकी अनुवादक की हैंडबुक

लोचदार बल- टैम्प्रुमो जोगा स्टेटसस टी sritis स्टैंडअर्टिज़ासिजा इर मेट्रोलोजिजा एपिब्रेटिस विदिन्स कोनो जोगोस, वेइकियनियोस प्रीज जो डिफॉर्मुओजनियास आईसोरिन्स जोगस इर डेलीज आर विसिकाई एटकुरियन्सिओस डिफॉर्मुओ (स्काईटोजो) पेनकियाकलबिस ऐस्किनामासिस मेट्रोलोजिजोस टर्मिन, लॉडाइनास

लोचदार बल- टैम्पुमो जोगा स्टेटसस टी श्रीटिस फिजिका एटिटिकमेनिस: एंगल। लोचदार बल वोक। इलास्टिस क्राफ्ट, एफ रस। लोचदार बल, एफ; लोचदार बल, fpranc। बल इलास्टिक, f ... फ़िज़िकोस टर्मिन, odynas

ताकत- अन्य निकायों से शरीर पर यांत्रिक प्रभाव के साथ-साथ अन्य भौतिक की तीव्रता का वेक्टर मात्रा माप। प्रक्रियाओं और क्षेत्रों। बल भिन्न होते हैं: (1) एस एम्पीयर, वह बल जिसके साथ (देखें) धारा के साथ एक कंडक्टर पर कार्य करता है; बल वेक्टर की दिशा ... ... महान पॉलिटेक्निक विश्वकोश

"ताकत" यहाँ पुनर्निर्देश करता है; अन्य अर्थ भी देखें। बल आयाम एलएमटी-2 एसआई इकाइयां ... विकिपीडिया

"ताकत" यहाँ पुनर्निर्देश करता है; अन्य अर्थ भी देखें। बल आयाम LMT−2 SI इकाइयाँ न्यूटन ... विकिपीडिया

अस्तित्व।, एफ।, उपयोग करें। अधिकतम अक्सर आकृति विज्ञान: (नहीं) क्या? किस लिए ताकत? ताकत, (देखें) क्या? से ताकत? किस बारे में ताकत? ताकत के बारे में; कृपया क्या? ताकत, (नहीं) क्या? किस लिए ताकत? बलों, (देखें) क्या? से ताकत? बलों के बारे में क्या? बलों के बारे में 1. जीने की क्षमता को ताकत कहा जाता है ... ... दिमित्रीव का शब्दकोश

यांत्रिकी की एक शाखा, जिसमें भार की क्रिया के तहत लोचदार निकायों को आराम करने या स्थानांतरित करने में उत्पन्न होने वाले विस्थापन, विकृति और तनाव का अध्ययन किया जाता है। यू. टी. निर्माण, व्यापार, विमानन और में ताकत, विकृति और स्थिरता के लिए गणना का आधार ... ... भौतिक विश्वकोश

यांत्रिकी की एक शाखा, जिसमें भार की क्रिया के तहत लोचदार निकायों को आराम करने या स्थानांतरित करने में उत्पन्न होने वाले विस्थापन, विकृति और तनाव का अध्ययन किया जाता है। डब्ल्यू टी सैद्धांतिक। निर्माण में ताकत, विकृति और स्थिरता के लिए गणना का आधार। काम… … भौतिक विश्वकोश

यांत्रिकी की एक शाखा (यांत्रिकी देखें) जो भार की क्रिया के तहत आराम या गति में लोचदार निकायों में होने वाले विस्थापन, तनाव और तनाव का अध्ययन करती है। ताकत, विकृति और ... की गणना के लिए डब्ल्यू टी सैद्धांतिक आधार महान सोवियत विश्वकोश

पुस्तकें

• ताकत और विरूपण। एप्लाइड थ्योरी ऑफ़ इलास्टिसिटी वॉल्यूम 2, ए। फेप्पल। रूसी अनुवाद के संपादक द्वारा दूसरे खंड में प्राक्कथन। ए। फेप्पल और एल। फेप्पल द्वारा पुस्तक के दूसरे खंड के प्रकाशन में इतनी देरी हुई कि पंक्ति के स्थान के बारे में प्रारंभिक धारणाएँ ...

पृथ्वी के पास के सभी पिंड इसके आकर्षण से प्रभावित होते हैं। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, बारिश की बूंदें, बर्फ के टुकड़े, शाखाएं फटी हुई पत्तियां पृथ्वी पर गिरती हैं।

लेकिन जब वही बर्फ छत पर पड़ती है, तब भी वह पृथ्वी की ओर आकर्षित होती है, लेकिन छत से नहीं गिरती, बल्कि आराम से रहती है। इसे गिरने से क्या रोकता है? छत। यह बर्फ पर गुरुत्वाकर्षण के बराबर बल के साथ कार्य करता है, लेकिन विपरीत दिशा में निर्देशित होता है। यह शक्ति क्या है?

चित्र 34, ए में दो स्टैंडों पर एक बोर्ड पड़ा हुआ है। यदि इसके बीच में कोई भार रखा जाता है, तो गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में वजन बढ़ना शुरू हो जाएगा, लेकिन थोड़ी देर बाद, बोर्ड को मोड़ने के बाद, यह रुक जाएगा (चित्र 34, बी)। इस मामले में, गुरुत्वाकर्षण बल को घुमावदार बोर्ड की तरफ से भार पर कार्य करने वाले बल द्वारा संतुलित किया जाएगा और लंबवत ऊपर की ओर निर्देशित किया जाएगा। इस बल को कहा जाता है लोचदार बल. विरूपण के दौरान लोचदार बल उत्पन्न होता है। विकृतिशरीर के आकार या आकार में परिवर्तन है। एक प्रकार का विरूपण झुक रहा है। समर्थन जितना अधिक झुकता है, शरीर पर इस समर्थन से कार्य करने वाला लोचदार बल उतना ही अधिक होता है। शरीर (वजन) को बोर्ड पर रखने से पहले, यह बल अनुपस्थित था। जैसे-जैसे वजन बढ़ता गया, जिसने अपने समर्थन को अधिक से अधिक झुकाया, लोचदार बल भी बढ़ता गया। जिस क्षण भार रुकता है, लोचदार बल गुरुत्वाकर्षण बल तक पहुँच जाता है और उनका परिणामी शून्य हो जाता है।

यदि समर्थन पर पर्याप्त रूप से हल्की वस्तु रखी जाती है, तो इसका विरूपण इतना महत्वहीन हो सकता है कि हम समर्थन के आकार में कोई बदलाव नहीं देखेंगे। लेकिन विकृति अभी भी होगी! और इसके साथ, लोचदार बल भी कार्य करेगा, इस समर्थन पर स्थित शरीर के गिरने को रोकेगा। ऐसे मामलों में (जब शरीर की विकृति अगोचर होती है और समर्थन के आकार में परिवर्तन की उपेक्षा की जा सकती है), लोचदार बल को कहा जाता है समर्थन प्रतिक्रिया बल.

यदि किसी सहारे के स्थान पर किसी प्रकार का निलंबन (धागा, रस्सी, तार, छड़, आदि) का उपयोग किया जाता है, तो इससे जुड़ी वस्तु को भी आराम से रखा जा सकता है। यहां गुरुत्वाकर्षण बल भी विपरीत दिशा में निर्देशित लोच बल द्वारा संतुलित किया जाएगा। इस मामले में, लोचदार बल इस तथ्य के कारण उत्पन्न होता है कि निलंबन इससे जुड़े भार की कार्रवाई के तहत फैला हुआ है। खींचएक अन्य प्रकार की विकृति।

लोचदार बल तब भी होता है जब दबाव. यह वह है जो संपीड़ित वसंत को सीधा करती है और उससे जुड़े शरीर को धक्का देती है (चित्र 27, बी देखें)।

लोच के बल के अध्ययन में एक महान योगदान अंग्रेजी वैज्ञानिक आर. हुक द्वारा किया गया था। 1660 में, जब वे 25 वर्ष के थे, उन्होंने एक कानून की स्थापना की जिसे बाद में उनके नाम पर रखा गया। हुक का नियम कहता है:

लोचदार बल जो तब होता है जब किसी पिंड को खींचा या संकुचित किया जाता है, वह उसके बढ़ाव के समानुपाती होता है।

यदि शरीर का बढ़ाव, यानी उसकी लंबाई में परिवर्तन, x द्वारा निरूपित किया जाता है, और लोचदार बल को F नियंत्रण द्वारा निरूपित किया जाता है, तो हुक के नियम को निम्नलिखित गणितीय रूप दिया जा सकता है:

एफ नियंत्रण \u003d केएक्स,

जहां k आनुपातिकता कारक है, जिसे कहा जाता है कठोरतातन। प्रत्येक शरीर की अपनी कठोरता होती है। किसी पिंड (वसंत, तार, छड़, आदि) की कठोरता जितनी अधिक होती है, किसी दिए गए बल की क्रिया के तहत उसकी लंबाई उतनी ही कम होती है।

कठोरता की SI इकाई है न्यूटन प्रति मीटर(1 एन / एम)।

इस कानून की पुष्टि करने वाले कई प्रयोग करने के बाद, हुक ने इसे प्रकाशित करने से इनकार कर दिया। इसलिए, लंबे समय तक उनकी खोज के बारे में कोई नहीं जानता था। 16 साल बाद भी, अपने सहयोगियों पर भरोसा न करते हुए, हुक ने अपनी एक पुस्तक में अपने कानून का केवल एक एन्क्रिप्टेड फॉर्मूलेशन (विपरीत) दिया। उसने देखा

प्रतियोगियों द्वारा अपनी खोजों का दावा करने के लिए दो साल इंतजार करने के बाद, उन्होंने आखिरकार अपने कानून को समझ लिया। विपर्यय इस प्रकार व्याख्या की गई थी:

यूट टेन्सियो, इस तरह से देखें

(जिसका लैटिन में अर्थ है: तनाव क्या है, ऐसा बल है)। "किसी भी वसंत की ताकत," हुक ने लिखा, "इसके खिंचाव के समानुपाती है।"

हुक ने अध्ययन किया लोचदारविकृतियाँ। यह उन विकृतियों का नाम है जो बाहरी प्रभाव की समाप्ति के बाद गायब हो जाती हैं। यदि, उदाहरण के लिए, एक स्प्रिंग को थोड़ा बढ़ाया जाता है और फिर छोड़ा जाता है, तो वह अपने मूल आकार में वापस आ जाएगा। लेकिन उसी स्प्रिंग को इतना बढ़ाया जा सकता है कि छूटने के बाद वह खिंचा ही रहे। बाहरी प्रभाव की समाप्ति के बाद गायब नहीं होने वाली विकृति कहलाती है प्लास्टिक.

प्लास्टिक की विकृति का उपयोग प्लास्टिसिन और मिट्टी से मॉडलिंग में, धातु प्रसंस्करण में - फोर्जिंग, स्टैम्पिंग आदि में किया जाता है।

प्लास्टिक विकृति के लिए, हुक का नियम संतुष्ट नहीं है।

प्राचीन काल में, कुछ सामग्रियों (विशेष रूप से, एक पेड़ जैसे कि यू) के लोचदार गुणों ने हमारे पूर्वजों को आविष्कार करने की अनुमति दी थी प्याज़- एक फैला हुआ धनुष के लोचदार बल की मदद से तीर फेंकने के लिए डिज़ाइन किया गया एक हाथ का हथियार।

लगभग 12 हजार साल पहले प्रकट होने के बाद, धनुष कई सदियों से दुनिया के लगभग सभी जनजातियों और लोगों के मुख्य हथियार के रूप में मौजूद है। आग्नेयास्त्रों के आविष्कार से पहले, धनुष सबसे प्रभावी युद्धक हथियार था। अंग्रेजी तीरंदाज प्रति मिनट 14 तीर तक मार सकते थे, जिसने युद्ध में धनुष के बड़े पैमाने पर उपयोग के साथ तीरों का एक पूरा बादल बना दिया। उदाहरण के लिए, एगिनकोर्ट की लड़ाई (सौ साल के युद्ध के दौरान) में दागे गए तीरों की संख्या लगभग 6 मिलियन थी!

मध्य युग में इस दुर्जेय हथियार के व्यापक उपयोग ने समाज के कुछ हलकों का उचित विरोध किया। 1139 में, लेटरन (चर्च) परिषद, जो रोम में हुई, ने ईसाइयों के खिलाफ इन हथियारों के इस्तेमाल पर प्रतिबंध लगा दिया। हालांकि, "धनुष निरस्त्रीकरण" के लिए संघर्ष सफल नहीं था, और एक सैन्य हथियार के रूप में धनुष का उपयोग लोगों द्वारा अगले पांच सौ वर्षों तक जारी रखा गया।

धनुष के डिजाइन में सुधार और क्रॉसबो (क्रॉसबो) के निर्माण ने इस तथ्य को जन्म दिया कि उनसे दागे गए तीर किसी भी कवच ​​​​को भेदने लगे। लेकिन सैन्य विज्ञान स्थिर नहीं रहा। और XVII सदी में। धनुष को आग्नेयास्त्रों द्वारा दबा दिया गया था।

आजकल, तीरंदाजी सिर्फ खेलों में से एक है।

1. लोचदार बल किन मामलों में उत्पन्न होता है? 2. विकृति किसे कहते हैं? विकृति के उदाहरण दीजिए। 3. हुक का नियम बनाइए। 4. कठोरता क्या है? 5. लोचदार विकृति प्लास्टिक वाले से कैसे भिन्न होती है?

प्रकृति में, सब कुछ आपस में जुड़ा हुआ है और लगातार एक दूसरे के साथ बातचीत करता है। इसके प्रत्येक भाग, इसके प्रत्येक घटक और तत्व लगातार बलों के एक पूरे परिसर के संपर्क में रहते हैं।

इस तथ्य के बावजूद कि संख्या काफी बड़ी है, उन सभी को चार प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

1. गुरुत्वाकर्षण प्रकृति के बल।

2. विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के बल।

3. एक मजबूत प्रकार के बल।

भौतिकी में लोचदार विकृति जैसी कोई चीज होती है। लोचदार विरूपण एक विरूपण घटना है जिसमें बाहरी बलों के कार्य करना बंद करने के बाद यह गायब हो जाता है। इस तरह की विकृति के बाद, शरीर अपना मूल आकार लेता है। इस प्रकार, लोचदार बल, जिसकी परिभाषा कहती है कि यह लोचदार विरूपण के बाद शरीर में होता है, एक संभावित बल है। एक संभावित बल, या एक रूढ़िवादी बल, एक बल है जिसमें इसका कार्य अपने प्रक्षेपवक्र पर निर्भर नहीं हो सकता है, लेकिन केवल बलों के आवेदन के प्रारंभिक और अंतिम बिंदुओं पर निर्भर करता है। एक बंद पथ के साथ एक रूढ़िवादी या संभावित बल का कार्य शून्य होगा।

हम कह सकते हैं कि लोचदार बल में विद्युत चुम्बकीय प्रकृति होती है। इस बल का आकलन किसी पदार्थ या शरीर के अणुओं के बीच बातचीत के एक मैक्रोस्कोपिक अभिव्यक्ति के रूप में किया जा सकता है। किसी भी मामले में, जिसमें या तो शरीर का संपीड़न या खिंचाव होता है, एक लोचदार बल प्रकट होता है। यह उस बल के विरुद्ध निर्देशित होता है जो दिए गए शरीर के कणों के विस्थापन के विपरीत दिशा में विरूपण पैदा करता है, और विरूपण से गुजरने वाले शरीर की सतह के लंबवत होता है। साथ ही, इस बल के वेक्टर को शरीर के विरूपण (इसके अणुओं के विस्थापन) के विपरीत दिशा में निर्देशित किया जाता है।

विरूपण के दौरान शरीर में होने वाले लोचदार बल के मूल्य की गणना इसके अनुसार होती है। इसके अनुसार, लोचदार बल शरीर की कठोरता और इस शरीर के विरूपण गुणांक में परिवर्तन के उत्पाद के बराबर होता है। हुक के नियम के अनुसार, किसी पिंड या पदार्थ के एक निश्चित विरूपण पर होने वाला लोचदार बल इस शरीर के बढ़ाव के सीधे आनुपातिक होता है, और यह उस दिशा के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है जिसमें इस शरीर के कण सापेक्ष गति करते हैं विरूपण के क्षण में अन्य कण।

एक निश्चित शरीर या आनुपातिक गुणांक का कठोरता सूचकांक शरीर को बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री पर निर्भर करता है। इसके अलावा, कठोरता दिए गए शरीर के ज्यामितीय अनुपात और आकार पर निर्भर करती है। लोचदार बल के संबंध में, ऐसी चीज भी होती है जैसे कि तनाव विचाराधीन खंड के दिए गए बिंदु पर इकाई क्षेत्र में लोचदार मापांक का अनुपात होता है। यदि हम इस प्रकार के वोल्टेज के साथ हुक के नियम को जोड़ते हैं, तो इसका सूत्रीकरण कुछ अलग लगेगा। एक यांत्रिक प्रकार का तनाव जो किसी शरीर के विकृत होने पर होता है, वह हमेशा इस शरीर के सापेक्ष बढ़ाव के समानुपाती होता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि हुक के नियम का प्रभाव केवल छोटे विकृतियों तक ही सीमित है। ऐसी तनाव सीमाएँ हैं जिनके तहत यह कानून संचालित होता है। यदि वे पार हो जाते हैं, तो हुक के नियम की परवाह किए बिना, जटिल सूत्रों का उपयोग करके लोचदार बल की गणना की जाएगी।

हम "यांत्रिकी" खंड से कुछ विषयों की समीक्षा जारी रखते हैं। हमारी आज की बैठक लोच के बल को समर्पित है।

यह वह बल है जो यांत्रिक घड़ियों के संचालन को रेखांकित करता है, रस्सा रस्सियों और क्रेन के केबल, कारों और ट्रेनों के सदमे अवशोषक इसके संपर्क में हैं। यह एक गेंद और एक टेनिस बॉल, एक रैकेट और अन्य खेल उपकरण द्वारा परीक्षण किया जाता है। यह बल कैसे उत्पन्न होता है, और यह किन नियमों का पालन करता है?

लोच का बल कैसे पैदा होता है?

गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में एक उल्कापिंड जमीन पर गिर जाता है और ... जम जाता है। क्यों? क्या पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण गायब हो जाता है? नहीं। सत्ता यूं ही गायब नहीं हो सकती। जमीन के संपर्क के क्षण में परिमाण में इसके बराबर और दिशा में विपरीत बल द्वारा संतुलित।और उल्कापिंड, पृथ्वी की सतह पर अन्य पिंडों की तरह, आराम पर रहता है।

यह संतुलन बल लोचदार बल है।

सभी प्रकार की विकृति के लिए शरीर में समान लोचदार बल दिखाई देते हैं:

• खींच;
• संपीड़न;
• कतरनी;
• झुकना;
• मरोड़

विरूपण से उत्पन्न होने वाले बलों को लोचदार कहा जाता है।

लोचदार बल की प्रकृति

लोचदार बलों के उद्भव के तंत्र को केवल 20 वीं शताब्दी में समझाया गया था, जब अंतर-आणविक संपर्क की ताकतों की प्रकृति स्थापित की गई थी। भौतिकविदों ने उन्हें "छोटी भुजाओं वाला विशाल" कहा है। इस मजाकिया तुलना का क्या अर्थ है?

पदार्थ के अणुओं और परमाणुओं के बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण बल कार्य करते हैं। इस तरह की बातचीत सबसे छोटे कणों के कारण होती है जो उनका हिस्सा होते हैं, सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज करते हैं। ये शक्तियां काफी बड़ी हैं।(इसलिए शब्द विशाल), लेकिन बहुत कम दूरी पर ही दिखाई देते हैं।(छोटी भुजाओं के साथ)। अणु के व्यास के तीन गुना के बराबर दूरी पर, ये कण आकर्षित होते हैं, "खुशी से" एक दूसरे की ओर भागते हैं।

लेकिन, छूने के बाद, वे एक-दूसरे को सक्रिय रूप से पीछे हटाना शुरू कर देते हैं।

तन्यता विकृति के साथ, अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है। अंतर-आणविक बल इसे छोटा करते हैं। संपीड़ित होने पर, अणु एक दूसरे के पास पहुंचते हैं, जिससे अणु पीछे हट जाते हैं।

और, चूंकि सभी प्रकार की विकृतियों को संपीड़न और तनाव में कम किया जा सकता है, किसी भी विकृति के लिए लोचदार बलों की उपस्थिति को इन विचारों से समझाया जा सकता है।

हुक का नियम

एक हमवतन और समकालीन ने लोच की शक्तियों और अन्य भौतिक मात्राओं के साथ उनके संबंधों का अध्ययन किया। उन्हें प्रायोगिक भौतिकी का संस्थापक माना जाता है।

वैज्ञानिक लगभग 20 वर्षों तक अपने प्रयोग जारी रखे।उन्होंने विभिन्न भारों को लटकाकर झरनों के तनाव के विरूपण पर प्रयोग किए। निलंबित भार ने वसंत को तब तक फैलाया जब तक कि उसमें उत्पन्न लोचदार बल भार के भार को संतुलित नहीं कर देता।

कई प्रयोगों के परिणामस्वरूप, वैज्ञानिक निष्कर्ष निकालते हैं: लागू बाहरी बल विपरीत दिशा में कार्य करते हुए, परिमाण में इसके बराबर एक लोचदार बल की उपस्थिति का कारण बनता है।

उनके द्वारा तैयार किया गया कानून (हुक का नियम) इस प्रकार है:

शरीर के विरूपण से उत्पन्न होने वाला लोचदार बल विरूपण के परिमाण के सीधे आनुपातिक होता है और कणों की गति के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है।

हुक के नियम का सूत्र है:

• एफ मापांक है, अर्थात लोचदार बल का संख्यात्मक मान;
• एक्स - शरीर की लंबाई में परिवर्तन;
• के - शरीर के आकार, आकार और सामग्री के आधार पर कठोरता का गुणांक।

माइनस साइन इंगित करता है कि लोचदार बल कण विस्थापन के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है।

प्रत्येक भौतिक नियम के लागू होने की अपनी सीमाएँ होती हैं। हुक द्वारा स्थापित कानून केवल लोचदार विकृतियों पर लागू किया जा सकता है, जब भार हटा दिए जाने के बाद, शरीर के आकार और आयाम पूरी तरह से बहाल हो जाते हैं।

प्लास्टिक निकायों (प्लास्टिसिन, गीली मिट्टी) में ऐसी बहाली नहीं होती है।

सभी ठोसों में कुछ हद तक लोच होती है।लोच में पहला स्थान रबर का है, दूसरा -। यहां तक ​​​​कि कुछ भार के तहत बहुत लोचदार सामग्री प्लास्टिक के गुणों को प्रदर्शित कर सकती है। इसका उपयोग तार के निर्माण के लिए किया जाता है, विशेष टिकटों के साथ जटिल आकार के हिस्सों को काटने के लिए।

यदि आपके पास हाथ से पकड़ने वाला रसोई का पैमाना (स्टीलयार्ड) है, तो अधिकतम वजन जिसके लिए उन्हें डिज़ाइन किया गया है, संभवतः उन पर लिखा हुआ है। मान लीजिए 2 किग्रा. भारी भार को लटकाते समय, उनके अंदर का स्टील स्प्रिंग कभी भी अपने आकार को पुनः प्राप्त नहीं करेगा।

लोचदार बल का कार्य

किसी भी बल की तरह, लोच का बल, कार्य करने में सक्षम।और बहुत उपयोगी। वह है विकृत शरीर को विनाश से बचाता है।यदि वह इसका सामना नहीं करती है, तो शरीर का विनाश होता है। उदाहरण के लिए, एक क्रेन केबल टूट जाती है, एक गिटार पर एक स्ट्रिंग, एक गुलेल पर एक इलास्टिक बैंड, एक पैमाने पर एक स्प्रिंग। इस कार्य में हमेशा ऋणात्मक चिह्न होता है, क्योंकि लोचदार बल स्वयं भी ऋणात्मक होता है।

बाद के शब्द के बजाय

लोचदार बलों और विकृतियों के बारे में कुछ जानकारी के साथ, हम आसानी से कुछ सवालों के जवाब दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, बड़ी मानव हड्डियों में एक ट्यूबलर संरचना क्यों होती है?

एक धातु या लकड़ी के शासक को मोड़ें। इसका उत्तल भाग तन्यता विकृति का अनुभव करेगा, और अवतल भाग संपीड़न का अनुभव करेगा। भार का मध्य भाग वहन नहीं करता है। प्रकृति ने इस परिस्थिति का लाभ उठाया, मनुष्य और जानवरों को ट्यूबलर हड्डियों की आपूर्ति की। आंदोलन की प्रक्रिया में, हड्डियों, मांसपेशियों और कण्डरा सभी प्रकार के विकृतियों का अनुभव करते हैं। हड्डियों की ट्यूबलर संरचना उनकी ताकत को बिल्कुल भी प्रभावित किए बिना, उनके वजन को बहुत सुविधाजनक बनाती है।

अनाज की फसलों के तनों की संरचना समान होती है। हवा के झोंके उन्हें जमीन पर झुकाते हैं, और लोचदार बल उन्हें सीधा करने में मदद करते हैं। वैसे साइकिल का फ्रेम भी ट्यूब से बना होता है, रॉड का नहीं: वजन काफी कम होता है और धातु की बचत होती है।

रॉबर्ट हुक द्वारा स्थापित कानून ने लोच के सिद्धांत के निर्माण के आधार के रूप में कार्य किया। इस सिद्धांत के सूत्रों के अनुसार की गई गणना की अनुमति है ऊंची इमारतों और अन्य संरचनाओं के स्थायित्व को सुनिश्चित करना.

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