Rumus untuk menentukan gaya elastis memiliki bentuk. Penunjukan skema gaya yang bekerja pada tubuh

Gaya ini muncul sebagai akibat dari deformasi (perubahan keadaan awal materi). Misalnya, ketika kita meregangkan pegas, kita menambah jarak antara molekul bahan pegas. Saat kita menekan pegas, kita menguranginya. Saat kita memutar atau menggeser. Dalam semua contoh ini, muncul gaya yang mencegah deformasi - gaya elastis.

Hukum Hooke

Gaya elastis diarahkan berlawanan dengan deformasi.

Karena tubuh direpresentasikan sebagai titik material, gaya dapat digambarkan dari pusat

Ketika dihubungkan secara seri, misalnya pegas, kekakuan dihitung dengan rumus

Ketika dihubungkan secara paralel, kekakuan

Kekakuan sampel. Modulus Young.

Modulus Young mencirikan sifat elastis suatu zat. Ini adalah nilai konstan yang hanya bergantung pada material, keadaan fisiknya. Mencirikan kemampuan material untuk menahan deformasi tarik atau tekan. Nilai modulus Young adalah tabel.

Berat badan

Berat badan adalah gaya yang digunakan suatu benda untuk bekerja pada suatu tumpuan. Anda mengatakan itu gravitasi! Kebingungan terjadi sebagai berikut: memang, seringkali berat badan sama dengan gaya gravitasi, tetapi gaya-gaya ini sama sekali berbeda. Gravitasi adalah gaya yang dihasilkan dari interaksi dengan Bumi. Bobot adalah hasil interaksi dengan penyangga. Gaya gravitasi diterapkan pada pusat gravitasi benda, sedangkan berat adalah gaya yang diterapkan pada penyangga (bukan pada benda)!

Tidak ada rumus untuk menentukan berat badan. Gaya ini dilambangkan dengan huruf.

Gaya reaksi tumpuan atau gaya elastik timbul sebagai respons terhadap benturan suatu benda pada suspensi atau tumpuan, oleh karena itu berat badan selalu secara numerik sama dengan gaya elastik, tetapi arahnya berlawanan.

Gaya reaksi dari tumpuan dan beban adalah gaya-gaya yang sifatnya sama, menurut hukum III Newton besarnya sama dan arahnya berlawanan. Berat adalah gaya yang bekerja pada penyangga, bukan pada benda. Gaya gravitasi bekerja pada tubuh.

Berat badan mungkin tidak sama dengan gravitasi. Bisa lebih atau kurang, atau bisa jadi bobotnya nol. Keadaan ini disebut tanpa bobot. Bobot adalah keadaan ketika suatu benda tidak berinteraksi dengan penyangga, misalnya, keadaan terbang: ada gravitasi, tetapi beratnya nol!

Arah percepatan dapat ditentukan jika kita menentukan ke mana arah gaya resultan.

Perhatikan bahwa berat adalah gaya, diukur dalam Newton. Bagaimana cara menjawab pertanyaan dengan benar: "Berapa berat badan Anda"? Kami menjawab 50 kg, tidak menyebutkan berat, tetapi massa kami! Dalam contoh ini, berat kita sama dengan gravitasi, yaitu kira-kira 500N!

Kelebihan muatan- rasio berat terhadap gravitasi

Kekuatan Archimedes

Gaya timbul sebagai akibat interaksi suatu benda dengan zat cair (gas), ketika benda itu dibenamkan dalam zat cair (atau gas). Gaya ini mendorong tubuh keluar dari air (gas). Oleh karena itu, diarahkan secara vertikal ke atas (mendorong). Ditentukan dengan rumus:

Di udara, kita mengabaikan kekuatan Archimedes.

Jika gaya Archimedes sama dengan gaya gravitasi, maka benda tersebut mengapung. Jika gaya Archimedes lebih besar, maka ia naik ke permukaan cairan, jika lebih kecil, ia tenggelam.

kekuatan listrik

Ada kekuatan asal listrik. Terjadi dengan adanya muatan listrik. Gaya-gaya ini, seperti gaya Coulomb, gaya Ampere, gaya Lorentz.

hukum Newton

hukum I Newton

Ada sistem referensi seperti itu, yang disebut inersia, yang dengannya benda menjaga kecepatannya tidak berubah, jika tidak terpengaruh oleh benda lain atau aksi gaya lain dikompensasi.

hukum II Newton

Percepatan suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang diterapkan pada benda dan berbanding terbalik dengan massanya:

hukum ketiga Newton

Gaya-gaya dengan mana dua benda bekerja satu sama lain adalah sama besarnya dan berlawanan arah.

Kerangka acuan lokal - ini adalah kerangka acuan, yang dapat dianggap inersia, tetapi hanya di lingkungan yang sangat kecil dari satu titik ruang-waktu, atau hanya di sepanjang satu garis dunia terbuka.

Transformasi Galilea. Prinsip relativitas dalam mekanika klasik.

Transformasi Galilea. Pertimbangkan dua kerangka acuan yang bergerak relatif satu sama lain dan dengan kecepatan konstan v 0. Salah satu kerangka acuan ini akan dilambangkan dengan huruf K. Kami akan menganggapnya diam. Kemudian sistem kedua K akan bergerak lurus dan seragam. Kami memilih sumbu koordinat x,y,z dari sistem K dan x",y",z" dari sistem K" sehingga sumbu x dan x" bertepatan, dan sumbu y dan y" , z dan z" sejajar satu sama lain. Mari kita cari hubungan antara koordinat x,y,z dari beberapa titik P di sistem K dan koordinat x",y",z" dari titik yang sama di sistem K". "+v 0 , apalagi, jelas bahwa y=y", z=z". Mari kita tambahkan ke hubungan ini asumsi yang diterima dalam mekanika klasik bahwa waktu di kedua sistem mengalir dengan cara yang sama, yaitu, t=t". Kami memperoleh satu set empat persamaan: x=x"+v 0 t;y= y";z=z"; t=t", disebut transformasi Galilea. Prinsip relativitas mekanik. Posisi bahwa semua fenomena mekanis dalam kerangka acuan inersia yang berbeda berjalan dengan cara yang sama, sebagai akibatnya tidak mungkin untuk menetapkan dengan eksperimen mekanis apa pun apakah sistem itu diam atau bergerak secara seragam dan lurus disebut prinsip relativitas Galileo . Pelanggaran hukum klasik penambahan kecepatan. Berdasarkan prinsip relativitas umum (tidak ada pengalaman fisik yang dapat membedakan satu kerangka inersia dari yang lain), dirumuskan oleh Albert Einstein, Lawrence mengubah transformasi Galileo dan diperoleh: x "= (x-vt) / (1-v 2 / c 2 ); y "=y; z "= z; t" \u003d (t-vx / c 2) / (1-v 2 / c 2). Transformasi ini disebut transformasi Lawrence.

Semakin besar deformasi tubuh, semakin besar gaya elastis yang muncul di dalamnya. Ini berarti bahwa deformasi dan gaya elastis saling terkait, dan perubahan dalam satu nilai dapat digunakan untuk menilai perubahan yang lain. Jadi, mengetahui deformasi tubuh, dimungkinkan untuk menghitung gaya elastis yang timbul di dalamnya. Atau, mengetahui kekuatan elastisitas, tentukan tingkat deformasi tubuh.

Jika sejumlah berat yang berbeda dari massa yang sama ditangguhkan dari pegas, maka semakin banyak pegas, semakin banyak pegas akan meregang, yaitu, ia akan berubah bentuk. Semakin banyak pegas diregangkan, semakin besar gaya elastis yang muncul di dalamnya. Selain itu, pengalaman menunjukkan bahwa setiap berat yang ditangguhkan berikutnya meningkatkan panjang pegas dengan jumlah yang sama.

Jadi, misalnya, jika panjang awal pegas adalah 5 cm, dan menggantung satu beban di atasnya bertambah 1 cm (yaitu, pegas menjadi 6 cm), maka menggantung dua beban akan menambah 2 cm (total panjangnya akan menjadi 7 cm ), dan tiga kali 3 cm (panjang pegas akan menjadi 8 cm).

Bahkan sebelum percobaan, diketahui bahwa berat dan gaya elastis yang timbul di bawah aksinya berbanding lurus satu sama lain. Peningkatan berat badan yang berlipat ganda akan meningkatkan kekuatan elastisitas dengan jumlah yang sama. Pengalaman menunjukkan bahwa deformasi juga bergantung pada berat: peningkatan berat berganda meningkatkan perubahan panjang dengan faktor yang sama. Ini berarti bahwa dengan menghilangkan berat, dimungkinkan untuk membangun hubungan yang berbanding lurus antara gaya elastis dan deformasi.

Jika kita menyatakan perpanjangan pegas sebagai akibat dari peregangannya sebagai x atau sebagai l (l 1 - l 0, di mana l 0 adalah panjang awal, l 1 adalah panjang pegas yang diregangkan), maka ketergantungan dari gaya elastis pada tegangan dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

Kontrol F \u003d kx atau F kontrol \u003d k∆l, (∆l \u003d l 1 - l 0 \u003d x)

Rumusnya menggunakan koefisien k . Ini menunjukkan hubungan yang tepat antara gaya elastis dan perpanjangan. Memang, perpanjangan untuk setiap sentimeter dapat meningkatkan gaya elastis satu pegas sebesar 0,5 N, yang kedua sebesar 1 N, dan yang ketiga sebesar 2 N. Untuk pegas pertama, rumusnya akan terlihat seperti kontrol F \u003d 0,5x, untuk pegas kedua - Kontrol F \u003d x, untuk yang ketiga - Kontrol F = 2x.

Koefisien k disebut kekakuan mata air. Semakin kaku pegas, semakin sulit meregang, dan semakin besar nilai k. Dan semakin banyak k, semakin besar gaya elastis (kontrol F) dengan perpanjangan yang sama (x) dari pegas yang berbeda.

Kekakuan tergantung pada bahan dari mana pegas dibuat, bentuk dan dimensinya.

Satuan kekakuan adalah N/m (newton per meter). Kekakuan menunjukkan berapa banyak newton (berapa gaya) yang harus diterapkan pada pegas untuk meregangkannya 1 m. Atau berapa meter pegas akan meregang jika gaya 1 N diterapkan untuk meregangkannya. Misalnya, gaya 1 N diterapkan pada pegas, dan pegas itu diregangkan 1 cm (0,01 m). Ini berarti kekakuannya adalah 1 N / 0,01 m = 100 N / m.

Juga, jika Anda memperhatikan unit pengukuran, menjadi jelas mengapa kekakuan diukur dalam N / m. Gaya elastis, seperti gaya apapun, diukur dalam newton, dan jarak diukur dalam meter. Untuk menyamakan sisi kiri dan kanan persamaan F kontrol = kx dalam satuan pengukuran, perlu untuk mengurangi meter di sisi kanan (yaitu, membaginya) dan menambahkan newton (yaitu, dikalikan dengan mereka ).

Hubungan antara gaya elastis dan deformasi benda elastis, yang dijelaskan oleh rumus F kontrol \u003d kx, ditemukan oleh ilmuwan Inggris Robert Hooke pada tahun 1660, sehingga rasio ini menyandang namanya dan disebut hukum Hooke.

Deformasi elastis adalah seperti ketika, setelah penghentian aksi gaya, tubuh kembali ke keadaan semula. Ada benda yang hampir tidak dapat mengalami deformasi elastis, sedangkan untuk benda lain bisa sangat besar. Misalnya, menempatkan benda berat di atas sepotong tanah liat lunak akan berubah bentuknya, dan potongan ini tidak akan kembali ke keadaan semula dengan sendirinya. Namun, jika Anda meregangkan karet gelang, maka setelah Anda melepaskannya, itu akan kembali ke ukuran aslinya. Harus diingat bahwa hukum Hooke hanya berlaku untuk deformasi elastis.

Rumus F kontrol \u003d kx memungkinkan untuk menghitung yang ketiga dari dua besaran yang diketahui. Jadi, dengan mengetahui gaya dan perpanjangan yang diterapkan, Anda dapat mengetahui kekakuan tubuh. Mengetahui kekakuan dan perpanjangan, temukan gaya elastis. Dan mengetahui gaya elastis dan kekakuan, hitung perubahan panjangnya.

Hukum Hooke ditemukan pada abad ke-17 oleh orang Inggris Robert Hooke. Penemuan tentang regangan pegas ini merupakan salah satu hukum dari teori elastisitas dan memegang peranan penting dalam ilmu pengetahuan dan teknologi.

Pengertian dan rumus hukum Hooke

Rumusan hukum ini adalah sebagai berikut: gaya elastis yang muncul pada saat deformasi tubuh sebanding dengan perpanjangan tubuh dan diarahkan berlawanan dengan gerakan partikel tubuh ini relatif terhadap partikel lain selama deformasi.

Notasi matematika dari hukum terlihat seperti ini:

Beras. 1. rumus hukum Hooke

di mana fupr- masing-masing, gaya elastis, x adalah perpanjangan tubuh (jarak di mana panjang asli tubuh berubah), dan k- koefisien proporsionalitas, yang disebut kekakuan tubuh. Gaya diukur dalam Newton, sedangkan panjang tubuh diukur dalam meter.

Untuk mengungkapkan arti fisik dari kekakuan, perlu untuk mengganti unit di mana perpanjangan diukur - 1 m ke dalam rumus hukum Hooke, setelah sebelumnya memperoleh ekspresi untuk k.

Beras. 2. Formula kekakuan tubuh

Rumus ini menunjukkan bahwa kekakuan suatu benda secara numerik sama dengan gaya elastis yang terjadi pada benda (pegas) ketika mengalami deformasi sebesar 1 m. Diketahui bahwa kekakuan pegas bergantung pada bentuk, ukuran dan bahan dari yang tubuh ini dibuat.

kekuatan elastis

Sekarang setelah kita mengetahui rumus mana yang mengungkapkan hukum Hooke, kita perlu memahami nilai dasarnya. Besaran utama adalah gaya elastis. Itu muncul pada saat tertentu ketika tubuh mulai berubah bentuk, misalnya, ketika pegas dikompresi atau diregangkan. Ini diarahkan ke arah yang berlawanan dari gravitasi. Ketika gaya elastisitas dan gaya gravitasi yang bekerja pada tubuh menjadi sama, penopang dan tubuh berhenti.

Deformasi adalah perubahan ireversibel yang terjadi dengan ukuran tubuh dan bentuknya. Mereka terkait dengan pergerakan partikel relatif satu sama lain. Jika seseorang duduk di kursi malas, maka deformasi akan terjadi pada kursi, yaitu karakteristiknya akan berubah. Ini bisa dari berbagai jenis: lentur, peregangan, kompresi, geser, torsi.

Karena gaya elastisitas berasal dari gaya elektromagnetik, Anda harus tahu bahwa itu muncul karena fakta bahwa molekul dan atom, partikel terkecil yang membentuk semua benda, menarik satu sama lain dan saling tolak. Jika jarak antar partikel sangat kecil, maka mereka dipengaruhi oleh gaya tolak menolak. Jika jarak ini diperbesar, maka gaya tarik-menarik akan bekerja pada mereka. Dengan demikian, perbedaan antara gaya tarik dan gaya tolak dimanifestasikan dalam gaya elastisitas.

Gaya elastis meliputi gaya reaksi penyangga dan berat badan. Kekuatan reaksi sangat menarik. Ini adalah gaya yang bekerja pada tubuh ketika ditempatkan di permukaan. Jika benda digantung, maka gaya yang bekerja padanya disebut gaya tarik benang.

Fitur kekuatan elastis

Seperti yang telah kita ketahui, gaya elastik muncul selama deformasi, dan ini ditujukan untuk mengembalikan bentuk dan ukuran asli yang tegak lurus terhadap permukaan yang dapat dideformasi. Gaya elastis juga memiliki sejumlah fitur.

  • mereka terjadi selama deformasi;
  • mereka muncul di dua benda yang dapat dideformasi secara bersamaan;
  • mereka tegak lurus ke permukaan sehubungan dengan tubuh yang cacat.
  • mereka berlawanan arah dengan perpindahan partikel tubuh.

Penerapan hukum dalam praktik

Hukum Hooke diterapkan baik dalam perangkat teknis dan teknologi tinggi, dan di alam itu sendiri. Misalnya, gaya elastis ditemukan pada jarum jam, peredam kejut pada kendaraan, tali, pita elastis, dan bahkan pada tulang manusia. Prinsip hukum Hooke adalah dasar dari dinamometer - alat yang mengukur gaya.

Anda dan saya tahu bahwa jika suatu gaya bekerja pada suatu benda, maka benda tersebut akan bergerak di bawah pengaruh gaya ini. Misalnya, kepingan salju jatuh ke tanah karena ditarik oleh bumi. Dan gravitasi Bumi bekerja terus-menerus, tetapi kepingan salju, setelah mencapai atap, tidak terus turun, tetapi berhenti, menjaga rumah kita tetap kering.

Dari segi kebersihan dan ketertiban dalam rumah, semuanya benar dan logis, tetapi dari segi fisika, harus ada penjelasan untuk semuanya. Dan jika kepingan salju tiba-tiba berhenti bergerak, maka pasti ada gaya yang melawan gerakannya. Gaya ini bekerja dalam arah yang berlawanan dengan gaya tarik Bumi, dan besarnya sama dengan itu. Dalam fisika, gaya ini, yang melawan gaya gravitasi, disebut gaya elastis dan dipelajari di kelas tujuh. Mari kita cari tahu apa itu.

Apa itu gaya elastis?

Sebagai contoh untuk menjelaskan apa itu gaya elastis, mari kita ingat atau bayangkan tali jemuran sederhana tempat kita menggantung cucian basah. Saat kita menggantung benda basah, tali, yang sebelumnya direntangkan secara horizontal, tertekuk di bawah beban cucian dan sedikit meregang. Benda kami, misalnya, handuk basah, pertama-tama bergerak ke tanah bersama dengan tali, lalu berhenti. Dan begitulah yang terjadi ketika menambahkan tali dari setiap hal baru. Artinya, jelas bahwa dengan peningkatan gaya pengaruh pada tali, itu berubah bentuk sampai saat ketika gaya melawan deformasi ini menjadi sama dengan berat segala sesuatu. Dan kemudian gerakan ke bawah berhenti. Secara sederhana, kerja gaya elastis adalah menjaga keutuhan benda yang kita kerjakan oleh benda lain. Dan jika kekuatan elastisitas tidak mengatasi, maka tubuh berubah bentuk secara permanen. Tali putus, atap runtuh karena terlalu banyak beban salju, dan seterusnya. Kapan gaya elastisitas muncul? Pada saat awal dampak pada tubuh. Saat kita menutup cucian. Dan menghilang saat kita melepas pakaian dalam kita. Artinya, ketika dampak berhenti. Titik penerapan gaya elastis adalah titik di mana tumbukan terjadi. Jika kita mencoba mematahkan tongkat di lutut, maka titik penerapan gaya elastis akan menjadi titik di mana kita menekan tongkat dengan lutut. Ini cukup bisa dimengerti.

Cara mencari gaya elastis: Hukum Hooke

Untuk mempelajari cara menemukan gaya elastis, kita harus mengenal hukum Hooke. Fisikawan Inggris Robert Hooke adalah orang pertama yang menetapkan ketergantungan besarnya gaya elastis pada deformasi benda. Ketergantungan ini berbanding lurus. Semakin banyak deformasi yang terjadi, semakin besar gaya elastisnya. Yaitu rumus gaya elastis adalah sebagai berikut:

F_kontrol=k*∆l,

di mana l adalah jumlah deformasi,
dan k adalah faktor kekakuan.

Koefisien kekakuan, tentu saja, berbeda untuk benda dan zat yang berbeda. Untuk menemukannya, ada meja khusus. Gaya elastis diukur dalam N/m(newton per meter).

Kekuatan elastisitas di alam

Kekuatan elastisitas di alam- ini adalah sekawanan burung pipit di cabang pohon, tandan buah beri di semak-semak atau tutup salju di cakar pohon cemara. Pada saat yang sama, menekuk, tetapi tidak melepaskan cabang secara heroik dan sepenuhnya gratis menunjukkan kepada kita kekuatan elastisitas.

Ketika gaya eksternal bekerja pada tubuh, itu berubah bentuk (ada perubahan ukuran, volume dan seringkali bentuk tubuh). Selama deformasi benda padat, perpindahan partikel muncul di simpul kisi kristal dari posisi kesetimbangan awal ke posisi baru. Pergeseran seperti itu dicegah oleh gaya yang berinteraksi dengan partikel. Akibatnya, kekuatan elastis internal muncul, menyeimbangkan kekuatan eksternal. Kekuatan ini diterapkan pada tubuh yang cacat. Besarnya gaya elastis sebanding dengan deformasi benda.

Pengertian dan rumus gaya elastis

Definisi

Kekuatan elastisitas disebut gaya yang bersifat elektromagnetik, yang timbul sebagai akibat deformasi benda, sebagai respons terhadap pengaruh luar.

Deformasi elastis adalah deformasi di mana, setelah penghentian aksi gaya eksternal, tubuh mengembalikan bentuk dan dimensi sebelumnya, deformasi menghilang. Deformasi elastis hanya jika gaya eksternal tidak melebihi nilai tertentu, yang disebut batas elastis. Gaya elastis di bawah deformasi elastis adalah potensial. Arah vektor gaya elastis berlawanan dengan arah vektor perpindahan selama deformasi. Atau, dengan cara lain, kita dapat mengatakan bahwa gaya elastis diarahkan melawan pergerakan partikel selama deformasi.

Karakteristik sifat elastis padatan

Sifat elastis padatan dicirikan oleh tegangan, yang sering dilambangkan dengan huruf. Stres adalah kuantitas fisik yang sama dengan gaya elastis yang jatuh pada satu bagian tubuh:

di mana dF upr adalah elemen gaya elastisitas tubuh; dS adalah elemen area penampang tubuh. Tegangan disebut normal jika vektor tegak lurus terhadap dS.

Rumus untuk menghitung gaya elastis adalah ekspresi:

di mana - deformasi relatif, - deformasi absolut, x - nilai awal kuantitas yang mencirikan bentuk atau ukuran tubuh; K adalah modulus elastisitas ( at ). Kebalikan dari modulus elastisitas disebut koefisien elastisitas. Sederhananya, gaya elastis sebanding dengan besarnya deformasi.

Ketegangan memanjang (kompresi)

Peregangan longitudinal (unilateral) terdiri dari fakta bahwa di bawah aksi gaya tarik (tekan), terjadi peningkatan (penurunan) panjang tubuh. Syarat berakhirnya deformasi semacam ini adalah terpenuhinya persamaan:

di mana F adalah gaya luar yang diterapkan pada benda, Fupr adalah gaya elastisitas benda. Ukuran deformasi dalam proses yang dipertimbangkan adalah perpanjangan relatif (kompresi).

Maka modulus gaya elastis dapat didefinisikan sebagai:

di mana E adalah modulus Young, yang dalam kasus yang dipertimbangkan sama dengan modulus elastisitas (E=K) dan mencirikan sifat elastis benda; l adalah panjang awal tubuh; – perubahan panjang di bawah beban F=F_upr. Pada adalah luas penampang sampel.

Ekspresi (4) disebut hukum Hooke.

Dalam kasus yang paling sederhana, perhatikan gaya elastis yang terjadi ketika pegas diregangkan (dikompresi). Maka hukum Hooke ditulis sebagai:

di mana F x adalah modulus proyeksi gaya elastis; k adalah konstanta pegas, x adalah perpanjangan pegas.

Deformasi geser

Geser adalah deformasi di mana semua lapisan tubuh yang sejajar dengan bidang tertentu dipindahkan relatif satu sama lain. Saat geser, volume tubuh yang telah berubah bentuk tidak berubah. Segmen di mana satu bidang dipindahkan relatif terhadap yang lain disebut pergeseran absolut (Gbr. 1 segmen AA '). Jika sudut geser () kecil, maka . Sudut ini? (geser relatif) mencirikan deformasi relatif. Dalam hal ini, tegangannya adalah:

dimana G adalah modulus geser.

Satuan Gaya Elastis

Unit dasar pengukuran gaya elastis (serta gaya lainnya) dalam sistem SI adalah: \u003d H

Dalam SGS: =dyn

Contoh pemecahan masalah

Contoh

Latihan. Berapakah usaha gaya elastik ketika pegas mengalami deformasi, kekakuannya, yang sama dengan k? Jika perpanjangan awal pegas adalah x 1 , perpanjangan berikutnya adalah x 2 .

Keputusan. Sesuai dengan hukum Hooke, kami menemukan modulus gaya elastis sebagai:

Dalam hal ini, gaya elastis pada deformasi pertama akan sama dengan:

Dalam kasus deformasi kedua, kami memiliki:

Pekerjaan (A) gaya elastis dapat ditemukan sebagai:

di mana adalah nilai rata-rata gaya elastis, sama dengan:

Modul perpindahan-S, sama dengan:

Sudut antara vektor perpindahan dan vektor gaya elastis (vektor ini diarahkan dalam arah yang berlawanan). Kami mengganti ekspresi (1.2), (1.3), (1.5) dan (1.6) ke dalam rumus untuk pekerjaan (1.4), kami dapatkan.