ეს ძალა წარმოიქმნება დეფორმაციის (მატერიის საწყისი მდგომარეობის ცვლილებების) შედეგად. მაგალითად, როდესაც ზამბარას ვჭიმავთ, ვზრდით მანძილს ზამბარის მასალის მოლეკულებს შორის. ზამბარის შეკუმშვისას ვამცირებთ მას. როცა ვატრიალებთ ან ვცვლით. ყველა ამ მაგალითში წარმოიქმნება ძალა, რომელიც ხელს უშლის დეფორმაციას - ელასტიური ძალა.

ჰუკის კანონი

ელასტიური ძალა მიმართულია დეფორმაციის საპირისპიროდ.

ვინაიდან სხეული წარმოდგენილია როგორც მატერიალური წერტილი, ძალა შეიძლება გამოსახული იყოს ცენტრიდან

სერიებში შეერთებისას, მაგალითად, ზამბარები, სიმტკიცე გამოითვლება ფორმულით

როდესაც დაკავშირებულია პარალელურად, სიმტკიცე

ნიმუშის სიმტკიცე. იანგის მოდული.

იანგის მოდული ახასიათებს ნივთიერების ელასტიურ თვისებებს. ეს არის მუდმივი მნიშვნელობა, რომელიც დამოკიდებულია მხოლოდ მასალაზე, მის ფიზიკურ მდგომარეობაზე. ახასიათებს მასალის უნარს გაუძლოს დაჭიმულ ან კომპრესიულ დეფორმაციას. იანგის მოდულის მნიშვნელობა არის ცხრილი.

Სხეულის წონა

სხეულის წონა არის ძალა, რომლითაც ობიექტი მოქმედებს საყრდენზე. თქვენ ამბობთ, რომ ეს არის გრავიტაცია! დაბნეულობა ხდება შემდეგში: მართლაც, ხშირად სხეულის წონა უდრის მიზიდულობის ძალას, მაგრამ ეს ძალები სრულიად განსხვავებულია. გრავიტაცია არის ძალა, რომელიც წარმოიქმნება დედამიწასთან ურთიერთქმედების შედეგად. წონა საყრდენთან ურთიერთქმედების შედეგია. სიმძიმის ძალა ვრცელდება ობიექტის სიმძიმის ცენტრში, ხოლო წონა არის ძალა, რომელიც გამოიყენება საყრდენზე (არა ობიექტზე)!

წონის დადგენის ფორმულა არ არსებობს. ეს ძალა აღინიშნება ასოთი.

დამხმარე რეაქციის ძალა ან დრეკადობის ძალა წარმოიქმნება საკიდზე ან საყრდენზე საგნის ზემოქმედების საპასუხოდ, ამიტომ სხეულის წონა ყოველთვის რიცხობრივად იგივეა, რაც ელასტიური ძალა, მაგრამ აქვს საპირისპირო მიმართულება.

საყრდენის რეაქციის ძალა და წონა ერთი და იგივე ბუნების ძალებია, ნიუტონის მე-3 კანონის მიხედვით ისინი თანაბარი და საპირისპირო მიმართულები არიან. წონა არის ძალა, რომელიც მოქმედებს საყრდენზე და არა სხეულზე. მიზიდულობის ძალა მოქმედებს სხეულზე.

სხეულის წონა შეიძლება არ იყოს სიმძიმის ტოლი. ეს შეიძლება იყოს ან მეტი ან ნაკლები, ან შეიძლება იყოს ისეთი, რომ წონა იყოს ნული. ამ სახელმწიფოს ე.წ უწონადობა. უწონადობა არის მდგომარეობა, როდესაც ობიექტი არ ურთიერთქმედებს საყრდენთან, მაგალითად, ფრენის მდგომარეობასთან: არის გრავიტაცია, მაგრამ წონა ნულის ტოლია!

აჩქარების მიმართულების დადგენა შესაძლებელია, თუ განვსაზღვრავთ, სად არის მიმართული მიღებული ძალა.

გაითვალისწინეთ, რომ წონა არის ძალა, რომელიც იზომება ნიუტონებში. როგორ ვუპასუხოთ სწორად კითხვას: "რამდენს იწონით"? ჩვენ ვპასუხობთ 50 კგ-ს და ვასახელებთ არა წონას, არამედ ჩვენს მასას! ამ მაგალითში ჩვენი წონა უდრის გრავიტაციას, რაც დაახლოებით 500N-ია!

გადატვირთვა- წონის თანაფარდობა სიმძიმის მიმართ

არქიმედეს სიძლიერე

ძალა წარმოიქმნება სხეულის სითხესთან (აირთან) ურთიერთქმედების შედეგად, როდესაც ის ჩაეფლო სითხეში (ან აირში). ეს ძალა უბიძგებს სხეულს წყლიდან (გაზიდან). მაშასადამე, იგი მიმართულია ვერტიკალურად ზევით (უბიძგებს). განისაზღვრება ფორმულით:

ჰაერში უგულებელყოფთ არქიმედეს ძალას.

თუ არქიმედეს ძალა უდრის მიზიდულობის ძალას, სხეული ცურავს. თუ არქიმედეს ძალა მეტია, მაშინ ის ამოდის სითხის ზედაპირზე, თუ ნაკლებია, იძირება.

ელექტრული ძალები

არსებობს ელექტრული წარმოშობის ძალები. წარმოიქმნება ელექტრული მუხტის არსებობისას. ეს ძალები, როგორიცაა კულონის ძალა, ამპერის ძალა, ლორენცის ძალა.

ნიუტონის კანონები

ნიუტონის I კანონი

არსებობს მინიშნების ისეთი სისტემები, რომლებსაც ინერციულს უწოდებენ, რომლებზედაც სხეულები ინარჩუნებენ სიჩქარეს უცვლელად, თუ მათზე არ მოქმედებს სხვა სხეულები ან კომპენსირებულია სხვა ძალების მოქმედება.

ნიუტონის II კანონი

სხეულის აჩქარება პირდაპირპროპორციულია სხეულზე მიყენებული ძალების შედეგისა და მისი მასის უკუპროპორციულია:

ნიუტონის მესამე კანონი

ძალები, რომლებითაც ორი სხეული მოქმედებს ერთმანეთზე, ტოლია სიდიდით და საპირისპირო მიმართულებით.

ადგილობრივი მითითების ჩარჩო - ეს არის საცნობარო ჩარჩო, რომელიც შეიძლება ჩაითვალოს ინერციულად, მაგრამ მხოლოდ სივრცე-დროის რომელიმე წერტილის უსასრულოდ მცირე სამეზობლოში, ან მხოლოდ ერთი ღია სამყაროს ხაზის გასწვრივ.

გალილეის გარდაქმნები. ფარდობითობის პრინციპი კლასიკურ მექანიკაში.

გალილეის გარდაქმნები.განვიხილოთ ორი საცნობარო სისტემა, რომელიც მოძრავია ერთმანეთთან შედარებით და მუდმივი სიჩქარით v 0. ამ ჩარჩოებიდან ერთ-ერთი აღინიშნა K ასოთი. ჩვენ მას სტაციონალურად მივიჩნევთ. მაშინ მეორე სისტემა K გადაადგილდება სწორხაზოვნად და თანაბრად. ვირჩევთ K სისტემის კოორდინატთა ღერძებს x,y,z და K სისტემის x",y",z" ისე, რომ x და x" ღერძები დაემთხვეს, ხოლო y და y" , z და z" ღერძები. ერთმანეთის პარალელურები არიან. ვიპოვოთ კავშირი K სისტემაში P რომელიღაც წერტილის x,y,z კოორდინატებსა და K სისტემაში იმავე წერტილის x,y,z" კოორდინატებს შორის. "+v 0 , უფრო მეტიც, აშკარაა, რომ y=y", z=z". ამ მიმართებებს დავუმატოთ კლასიკურ მექანიკაში მიღებული ვარაუდი, რომ დრო ორივე სისტემაში ერთნაირად მიედინება, ანუ t=t". ვიღებთ ოთხი განტოლების სიმრავლეს: x=x"+v 0 t;y=. y";z=z"; t=t", რომელსაც უწოდებენ გალილეის გარდაქმნებს. ფარდობითობის მექანიკური პრინციპი.პოზიციას, რომ ყველა მექანიკური ფენომენი სხვადასხვა ინერციულ საცნობარო სისტემაში ერთნაირად მიმდინარეობს, რის შედეგადაც შეუძლებელია რაიმე მექანიკური ექსპერიმენტით დადგინდეს, სისტემა ისვენებს თუ მოძრაობს ერთნაირად და სწორხაზოვნად, გალილეოს ფარდობითობის პრინციპი ეწოდება. . სიჩქარის მიმატების კლასიკური კანონის დარღვევა.ალბერტ აინშტაინის მიერ ჩამოყალიბებული ფარდობითობის ზოგად პრინციპზე დაყრდნობით (არც ერთი ფიზიკური გამოცდილება არ შეუძლია განასხვავოს ერთი ინერციული ჩარჩო მეორისგან), ლოურენსმა შეცვალა გალილეოს გარდაქმნები და მიიღო: x "= (x-vt) /  (1-v 2 / c 2). ); y "=y; z "= z; t" \u003d (t-vx / c 2) /  (1-v 2 / c 2). ამ გარდაქმნებს ლოურენსის გარდაქმნები ეწოდება.

რაც უფრო დიდია სხეულის დეფორმაცია, მით მეტია მასში დრეკადობის ძალა. ეს ნიშნავს, რომ დეფორმაცია და ელასტიური ძალა ურთიერთდაკავშირებულია და ერთი მნიშვნელობის ცვლილება შეიძლება გამოყენებულ იქნას მეორეში ცვლილების განსასჯელად. ამრიგად, სხეულის დეფორმაციის ცოდნით, შესაძლებელია გამოვთვალოთ მასში წარმოქმნილი ელასტიური ძალა. ან, ელასტიურობის ძალის ცოდნით, განსაზღვრეთ სხეულის დეფორმაციის ხარისხი.

თუ ზამბარიდან ერთი და იმავე მასის სხვადასხვა რაოდენობის წონაა შეკიდული, მაშინ რაც მეტია შეკიდული, მით მეტად დაიჭიმება ზამბარა, ანუ დეფორმირდება. რაც უფრო მეტად იჭიმება ზამბარა, მით მეტია მასში დრეკადობის ძალა. უფრო მეტიც, გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ყოველი მომდევნო შეჩერებული წონა ზამბარის სიგრძეს იმავე რაოდენობით ზრდის.

მაგალითად, თუ ზამბარის თავდაპირველი სიგრძე იყო 5 სმ და მასზე ერთი სიმძიმის დაკიდება გაზრდიდა მას 1 სმ-ით (ანუ ზამბარის სიგრძე გახდა 6 სმ), მაშინ ორი წონის დაკიდება გაზრდის მას 2 სმ-ით (სულ. სიგრძე იქნება 7 სმ), ხოლო სამი - 3 სმ-ით (ზამბარის სიგრძე იქნება 8 სმ).

ექსპერიმენტამდეც კი ცნობილია, რომ წონა და მისი მოქმედების შედეგად წარმოქმნილი დრეკადობის ძალა ერთმანეთის პირდაპირპროპორციულია. წონის მრავალჯერადი მატება გაზრდის ელასტიურობის ძალას იმავე რაოდენობით. გამოცდილება აჩვენებს, რომ დეფორმაცია წონაზეც არის დამოკიდებული: წონის მრავალჯერადი მატება ზრდის სიგრძის ცვლილებას იმავე ფაქტორით. ეს ნიშნავს, რომ წონის აღმოფხვრით შესაძლებელია დრეკადობის ძალასა და დეფორმაციას შორის პირდაპირპროპორციული კავშირის დამყარება.

თუ ზამბარის დრეკადობას მისი გაჭიმვის შედეგად აღვნიშნავთ x ან ∆l (l 1 - l 0, სადაც l 0 არის საწყისი სიგრძე, l 1 არის დაჭიმული ზამბარის სიგრძე), მაშინ დამოკიდებულება დაძაბულობის დრეკადობის ძალა შეიძლება გამოიხატოს შემდეგი ფორმულით:

F კონტროლი \u003d kx ან F კონტროლი \u003d k∆l, (∆l \u003d l 1 - l 0 \u003d x)

ფორმულა იყენებს k კოეფიციენტს. ის გვიჩვენებს ზუსტ ურთიერთობას დრეკადობის ძალასა და დრეკადობას შორის. მართლაც, დრეკადობამ თითოეულ სანტიმეტრზე შეიძლება გაზარდოს ერთი ზამბარის დრეკადობის ძალა 0,5 ნ-ით, მეორის 1 ნ-ით და მესამეს 2 ნ-ით. პირველი ზამბარისთვის ფორმულა გამოიყურება F კონტროლის \u003d 0,5x-ით. მეორე - F კონტროლი \u003d x, მესამესთვის - F კონტროლი = 2x.

კოეფიციენტი k ეწოდება სიმტკიცეწყაროები. რაც უფრო მკაცრია ზამბარა, მით უფრო ძნელია მისი გაჭიმვა და კ-ის მნიშვნელობა უფრო დიდია. და რაც მეტია k, მით მეტი იქნება დრეკადობის ძალა (F კონტროლი) სხვადასხვა ზამბარის თანაბარი წაგრძელებებით (x).

სიხისტე დამოკიდებულია მასალაზე, საიდანაც მზადდება ზამბარა, მის ფორმასა და ზომებზე.

სიხისტის ერთეული არის N/m (ნიუტონი მეტრზე). სიმტკიცე გვიჩვენებს, რამდენი ნიუტონი (რამდენი ძალა) უნდა მივიღოთ ზამბარზე, რათა გაიჭიმოს ის 1 მ. ან რამდენ მეტრს გაიჭიმება ზამბარა, თუ მის გასაჭიმად ძალა 1 N იქნება. მაგალითად, ძალა ზამბარაზე 1 N დაიტანეს და ის 1 სმ-ით (0,01 მ) გაიჭიმა. ეს ნიშნავს, რომ მისი სიმკვეთრე არის 1 ნ / 0,01 მ = 100 ნ / მ.

ასევე, თუ ყურადღებას მიაქცევთ გაზომვის ერთეულებს, ცხადი ხდება, რატომ იზომება სიხისტე N/m-ში. ელასტიური ძალა, ისევე როგორც ნებისმიერი ძალა, იზომება ნიუტონებში, ხოლო მანძილი იზომება მეტრებში. განტოლების F კონტროლი = kx-ის მარცხენა და მარჯვენა მხარეების გაზომვის ერთეულებში გასათანაბრებლად, საჭიროა მარჯვენა მხარეს მეტრის შემცირება (ანუ მათზე გაყოფა) და ნიუტონების დამატება (ანუ მათზე გამრავლება. ).

დრეკადობის ძალასა და ელასტიური სხეულის დეფორმაციას შორის, რომელიც აღწერილია ფორმულით F კონტროლი \u003d kx, აღმოაჩინა ინგლისელმა მეცნიერმა რობერტ ჰუკმა 1660 წელს, ამიტომ ეს თანაფარდობა ატარებს მის სახელს და ე.წ. ჰუკის კანონი.

ელასტიური დეფორმაცია ისეთია, როცა ძალების მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ სხეული უბრუნდება პირვანდელ მდგომარეობას. არის სხეულები, რომლებიც თითქმის არ ექვემდებარება ელასტიურ დეფორმაციას, სხვებისთვის კი ის შეიძლება იყოს საკმაოდ დიდი. მაგალითად, რბილ თიხის ნაჭერზე მძიმე საგნის დადება მის ფორმას შეიცვლის და ეს ნაჭერი თავისთავად არ უბრუნდება პირვანდელ მდგომარეობას. თუმცა, თუ რეზინის ზოლს გაჭიმავთ, გამოშვების შემდეგ ის დაუბრუნდება თავდაპირველ ზომას. უნდა გვახსოვდეს, რომ ჰუკის კანონი გამოიყენება მხოლოდ ელასტიური დეფორმაციებისთვის.

ფორმულა F კონტროლი \u003d kx შესაძლებელს ხდის მესამეს გამოთვლას ცნობილი ორი რაოდენობით. ასე რომ, თუ იცის გამოყენებული ძალა და დრეკადობა, შეგიძლიათ გაარკვიოთ სხეულის სიმტკიცე. სიხისტისა და დრეკადობის გაცნობით, იპოვნეთ დრეკადობის ძალა. და იცოდეთ ელასტიური ძალა და სიმტკიცე, გამოთვალეთ სიგრძის ცვლილება.

ჰუკის კანონი მე-17 საუკუნეში ინგლისელმა რობერტ ჰუკმა აღმოაჩინა. ეს აღმოჩენა ზამბარის გაჭიმვის შესახებ არის დრეკადობის თეორიის ერთ-ერთი კანონი და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მეცნიერებასა და ტექნოლოგიაში.

ჰუკის კანონის განმარტება და ფორმულა

ამ კანონის ფორმულირება ასეთია: ელასტიური ძალა, რომელიც ჩნდება სხეულის დეფორმაციის მომენტში, სხეულის გახანგრძლივების პროპორციულია და მიმართულია ამ სხეულის ნაწილაკების მოძრაობის საპირისპიროდ, დეფორმაციის დროს სხვა ნაწილაკებთან მიმართებაში.

კანონის მათემატიკური აღნიშვნა ასე გამოიყურება:

ბრინჯი. 1. ჰუკის კანონის ფორმულა

სადაც ფუფრ- შესაბამისად, ელასტიური ძალა, xარის სხეულის დრეკადობა (მანძილი, რომლითაც იცვლება სხეულის საწყისი სიგრძე) და კ- პროპორციულობის კოეფიციენტი, რომელსაც ეწოდება სხეულის სიმტკიცე. ძალა იზომება ნიუტონებში, ხოლო სხეულის სიგრძე მეტრებში.

სიხისტის ფიზიკური მნიშვნელობის გამოსავლენად, საჭიროა ჩანაცვლება ერთეული, რომელშიც გაზომვა ხდება დრეკადობა - 1 მ ჰუკის კანონის ფორმულაში, მანამდე მიღებული k-ის გამოხატულება.

ბრინჯი. 2. სხეულის სიხისტის ფორმულა

ეს ფორმულა გვიჩვენებს, რომ სხეულის სიმტკიცე რიცხობრივად უდრის დრეკად ძალას, რომელიც წარმოიქმნება სხეულში (ზამბარში), როდესაც იგი დეფორმირდება 1 მ. ცნობილია, რომ ზამბარის სიმტკიცე დამოკიდებულია მის ფორმაზე, ზომაზე და მასალაზე. რომელიც ეს სხეული მზადდება.

ელასტიური ძალა

ახლა, როდესაც ჩვენ ვიცით, რომელი ფორმულა გამოხატავს ჰუკის კანონს, აუცილებელია გავიგოთ მისი ძირითადი მნიშვნელობა. ძირითადი რაოდენობა არის ელასტიური ძალა. ის ჩნდება გარკვეულ მომენტში, როდესაც სხეული იწყებს დეფორმაციას, მაგალითად, როდესაც ზამბარის შეკუმშვა ან დაჭიმვა ხდება. ის მიმართულია გრავიტაციისგან საპირისპირო მიმართულებით. როდესაც ელასტიურობის ძალა და სხეულზე მოქმედი მიზიდულობის ძალა თანაბარი ხდება, საყრდენი და სხეული ჩერდება.

დეფორმაცია არის შეუქცევადი ცვლილება, რომელიც ხდება სხეულის ზომასთან და მის ფორმასთან ერთად. ისინი დაკავშირებულია ერთმანეთთან შედარებით ნაწილაკების მოძრაობასთან. თუ ადამიანი ზის სავარძელში, მაშინ სავარძელთან მოხდება დეფორმაცია, ანუ შეიცვლება მისი მახასიათებლები. ის შეიძლება იყოს სხვადასხვა სახის: მოხრილი, გაჭიმვა, შეკუმშვა, ათრევა, ტორსიონი.

ვინაიდან ელასტიურობის ძალა მის წარმოშობას მიეკუთვნება ელექტრომაგნიტურ ძალებს, უნდა იცოდეთ, რომ ის წარმოიქმნება იმის გამო, რომ მოლეკულები და ატომები, უმცირესი ნაწილაკები, რომლებიც ქმნიან ყველა სხეულს, იზიდავს ერთმანეთს და იგერიებენ ერთმანეთს. თუ ნაწილაკებს შორის მანძილი ძალიან მცირეა, მაშინ მათზე მოქმედებს საგრებელი ძალა. თუ ეს მანძილი გაიზარდა, მაშინ მათზე იმოქმედებს მიზიდულობის ძალა. ამრიგად, სხვაობა მიზიდულობისა და მოგერიების ძალებს შორის ვლინდება ელასტიურობის ძალებში.

ელასტიური ძალა მოიცავს საყრდენის რეაქციის ძალას და სხეულის წონას. რეაქციის სიძლიერე განსაკუთრებულ ინტერესს იწვევს. ეს არის ძალა, რომელიც მოქმედებს სხეულზე ზედაპირზე მოთავსებისას. თუ სხეული შეჩერებულია, მაშინ მასზე მოქმედ ძალას ეწოდება ძაფის დაჭიმვის ძალა.

ელასტიური ძალების მახასიათებლები

როგორც უკვე გავარკვიეთ, ელასტიური ძალა წარმოიქმნება დეფორმაციის დროს და ის მიზნად ისახავს ორიგინალური ფორმებისა და ზომების აღდგენას დეფორმირებადი ზედაპირის მკაცრად პერპენდიკულარულად. ელასტიურ ძალებს ასევე აქვთ მთელი რიგი მახასიათებლები.

• ისინი წარმოიქმნება დეფორმაციის დროს;
• ისინი ერთდროულად ჩნდებიან ორ დეფორმირებად სხეულზე;
• ისინი პერპენდიკულარულია იმ ზედაპირის მიმართ, რომლის მიმართაც სხეული დეფორმირებულია.
• ისინი სხეულის ნაწილაკების გადაადგილების მიმართულებით საპირისპიროა.

კანონის პრაქტიკაში გამოყენება

ჰუკის კანონი გამოიყენება როგორც ტექნიკურ, ასევე მაღალტექნოლოგიურ მოწყობილობებში და თავად ბუნებაში. მაგალითად, ელასტიური ძალები გვხვდება საათის მექანიზმში, ამორტიზატორები მანქანებში, თოკებში, ელასტიურ ზოლებში და ადამიანის ძვლებშიც კი. ჰუკის კანონის პრინციპი არის დინამომეტრის საფუძველი - მოწყობილობა, რომლითაც ძალა იზომება.

მე და შენ ვიცით, რომ თუ სხეულზე ძალა მოქმედებს, მაშინ სხეული ამ ძალის გავლენით იმოძრავებს. მაგალითად, ფიფქი მიწაზე ეცემა, რადგან მას დედამიწა აზიდავს. და დედამიწის გრავიტაცია მუდმივად მოქმედებს, მაგრამ ფიფქია, რომელიც სახურავზე მიაღწია, არ აგრძელებს ვარდნას, მაგრამ ჩერდება, რაც ჩვენს სახლს მშრალ ინარჩუნებს.

სახლში სისუფთავისა და წესრიგის თვალსაზრისით ყველაფერი სწორი და ლოგიკურია, მაგრამ ფიზიკის თვალსაზრისით ყველაფერს ახსნა უნდა ჰქონდეს. და თუ ფიფქი მოულოდნელად შეწყვეტს მოძრაობას, მაშინ უნდა გამოჩნდეს ძალა, რომელიც ეწინააღმდეგება მის მოძრაობას. ეს ძალა მოქმედებს დედამიწის მიზიდულობის საპირისპირო მიმართულებით და მისი სიდიდით ტოლია. ფიზიკაში ამ ძალას, რომელიც ეწინააღმდეგება მიზიდულობის ძალას, დრეკადობის ძალას უწოდებენ და მეშვიდე კლასში სწავლობენ. მოდით გავარკვიოთ რა არის ეს.

რა არის ელასტიური ძალა?

მაგალითისთვის, რომელიც ხსნის რა არის ელასტიური ძალა, გავიხსენოთ ან წარმოვიდგინოთ უბრალო ტანსაცმლის თოკი, რომელზედაც სველ სარეცხს ვკიდებთ. როცა რაიმე სველ ნივთს ვაკიდებთ, ადრე ჰორიზონტალურად დაჭიმული თოკი სარეცხის სიმძიმის ქვეშ იხრება და ოდნავ იჭიმება. ჩვენი ნივთი, მაგალითად, სველი პირსახოცი, ჯერ თოკთან ერთად მიდის მიწაზე, შემდეგ ჩერდება. და ასე ხდება ყოველი ახალი ნივთის თოკზე დამატებისას. ანუ აშკარაა, რომ თოკზე გავლენის ძალის მატებასთან ერთად ის დეფორმირდება იმ მომენტამდე, როცა ამ დეფორმაციის საწინააღმდეგო ძალები გახდება ყველა ნივთის წონის ტოლი. შემდეგ კი დაღმავალი მოძრაობა ჩერდება. მარტივი სიტყვებით რომ ვთქვათ, ელასტიური ძალის მუშაობა არის ობიექტების მთლიანობის შენარჩუნება, რომლებზეც ჩვენ ვმოქმედებთ სხვა ობიექტების მიერ. და თუ ელასტიურობის ძალა ვერ უმკლავდება, მაშინ სხეული შეუქცევად დეფორმირებულია. თოკი ტყდება, სახურავი იშლება დიდი თოვლის ქვეშ და ა.შ. როდის ჩნდება ელასტიურობის ძალა?სხეულზე ზემოქმედების დაწყების მომენტში. როცა სამრეცხაოს ვკიდებთ. და ქრება, როცა საცვლებს ვიხსნით. ანუ როცა ზემოქმედება ჩერდება. დრეკადობის ძალის გამოყენების წერტილი არის ზემოქმედების ადგილი. თუ მუხლზე ჯოხის გატეხვას ვცდილობთ, მაშინ დრეკადობის ძალის გამოყენების წერტილი იქნება ის წერტილი, რომელზეც ჯოხზე ვაჭერთ მუხლს. ეს სავსებით გასაგებია.

როგორ მოვძებნოთ დრეკადობის ძალა: ჰუკის კანონი

იმისათვის, რომ ვისწავლოთ დრეკადობის ძალის პოვნა, უნდა გავეცნოთ ჰუკის კანონს. ინგლისელმა ფიზიკოსმა რობერტ ჰუკმა პირველმა დაადგინა დრეკადობის ძალის სიდიდის დამოკიდებულება სხეულის დეფორმაციაზე. ეს დამოკიდებულება პირდაპირპროპორციულია. რაც უფრო მეტი დეფორმაცია ხდება, მით მეტია ელასტიური ძალა. ე.ი დრეკადობის ძალის ფორმულა შემდეგია:

F_control=k*∆l,

სადაც ∆l არის დეფორმაციის რაოდენობა,
და k არის სიხისტის ფაქტორი.

სიხისტის კოეფიციენტი, რა თქმა უნდა, განსხვავებულია სხვადასხვა სხეულებისა და ნივთიერებებისთვის. მის საპოვნელად არის სპეციალური ცხრილები. დრეკადობის ძალა იზომება N/m-ში(ნიუტონები მეტრზე).

ელასტიურობის ძალა ბუნებაში

ელასტიურობის ძალა ბუნებაში- ეს არის ბეღურების ფარა ხის ტოტზე, კენკრის მტევნები ბუჩქებზე ან თოვლის ქუდები ნაძვის თათებზე. ამავდროულად, ტოტების მოხრა, მაგრამ გმირულად და სრულიად უფასოდ არ დათმობა გვიჩვენებს ელასტიურობის ძალას.

როდესაც სხეულზე გარე ძალა მოქმედებს, ის დეფორმირდება (ცვლილება ხდება სხეულის ზომაში, მოცულობაში და ხშირად ფორმაში). მყარი სხეულის დეფორმაციის დროს ხდება ბროლის მედის კვანძებში მდებარე ნაწილაკების გადაადგილება საწყისი წონასწორობის პოზიციებიდან ახალ პოზიციებზე. ასეთ ცვლას ხელს უშლის ძალები, რომლებთანაც ნაწილაკები ურთიერთქმედებენ. შედეგად, ჩნდება შიდა ელასტიური ძალები, რომლებიც აბალანსებენ გარე ძალებს. ეს ძალები ვრცელდება დეფორმირებულ სხეულზე. დრეკადობის ძალების სიდიდე სხეულის დეფორმაციის პროპორციულია.

დრეკადობის ძალის განმარტება და ფორმულა

განმარტება

ელასტიურობის ძალაეწოდება ძალას, რომელსაც აქვს ელექტრომაგნიტური ბუნება, რომელიც წარმოიქმნება სხეულის დეფორმაციის შედეგად, გარე გავლენის საპასუხოდ.

ელასტიური დეფორმაცია არის დეფორმაცია, რომლის დროსაც გარე ძალის მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ სხეული აღადგენს ყოფილ ფორმას და ზომებს, დეფორმაცია ქრება. დეფორმაცია ელასტიურია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ გარე ძალა არ აღემატება გარკვეულ მნიშვნელობას, რომელსაც ეწოდება ელასტიური ზღვარი. დრეკადობის ძალა ელასტიური დეფორმაციების ქვეშ არის პოტენციური. დრეკადობის ძალის ვექტორის მიმართულება დეფორმაციის დროს გადაადგილების ვექტორის მიმართულების საპირისპიროა. ან, სხვაგვარად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ დრეკადობის ძალა მიმართულია დეფორმაციის დროს ნაწილაკების მოძრაობის წინააღმდეგ.

მყარი ნივთიერებების დრეკადობის თვისებების მახასიათებლები

მყარი ნივთიერებების დრეკადობის თვისებები ხასიათდება სტრესით, რომელიც ხშირად ასოებით აღინიშნება. სტრესი არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ტოლია ელასტიური ძალის, რომელიც ეცემა სხეულის ერთეულ მონაკვეთზე:

სადაც dF upr არის სხეულის ელასტიურობის ძალის ელემენტი; dS არის სხეულის სექციური არეალის ელემენტი. ძაბვას უწოდებენ ნორმალურს, თუ ვექტორი პერპენდიკულარულია dS-ზე.

დრეკადობის ძალის გამოთვლის ფორმულა არის გამოხატულება:

სადაც - ფარდობითი დეფორმაცია, - აბსოლუტური დეფორმაცია, x - იმ რაოდენობის საწყისი მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებდა სხეულის ფორმას ან ზომას; K არის ელასტიურობის მოდული ( at ). დრეკადობის მოდულის საპასუხო ნაწილს ელასტიურობის კოეფიციენტი ეწოდება. მარტივად რომ ვთქვათ, დრეკადობის ძალა პროპორციულია დეფორმაციის სიდიდის სიდიდით.

გრძივი დაძაბულობა (შეკუმშვა)

გრძივი (ცალმხრივი) გაჭიმვა მდგომარეობს იმაში, რომ დაჭიმვის (შეკუმშვის) ძალის მოქმედებით ხდება სხეულის სიგრძის მატება (კლება). ამ სახის დეფორმაციის შეწყვეტის პირობაა თანასწორობის შესრულება:

სადაც F არის სხეულზე მიმართული გარეგანი ძალა, Fupr არის სხეულის ელასტიურობის ძალა. განსახილველ პროცესში დეფორმაციის საზომია ფარდობითი დრეკადობა (შეკუმშვა).

მაშინ დრეკადობის ძალის მოდული შეიძლება განისაზღვროს როგორც:

სადაც E არის იანგის მოდული, რომელიც განსახილველ შემთხვევაში უდრის დრეკადობის მოდულს (E=K) და ახასიათებს სხეულის დრეკადობის თვისებებს; l არის სხეულის საწყისი სიგრძე; – სიგრძის ცვლილება დატვირთვის ქვეშ F=F_upr. ზე არის ნიმუშის განივი ფართობი.

გამონათქვამს (4) ჰუკის კანონი ეწოდება.

უმარტივეს შემთხვევაში განვიხილოთ დრეკადობის ძალა, რომელიც წარმოიქმნება ზამბარის დაჭიმვის (შეკუმშვისას). შემდეგ ჰუკის კანონი ასე იწერება:

სადაც F x არის დრეკადობის ძალის პროექციის მოდული; k არის ზამბარის მუდმივი, x არის ზამბარის გახანგრძლივება.

ათვლის დეფორმაცია

ათვლა არის დეფორმაცია, რომლის დროსაც სხეულის ყველა ფენა, რომელიც პარალელურია გარკვეული სიბრტყის პარალელურად, გადაადგილებულია ერთმანეთთან შედარებით. ჭრის დროს დეფორმირებული სხეულის მოცულობა არ იცვლება. სეგმენტს, რომელზედაც ერთი სიბრტყე გადაადგილებულია მეორესთან მიმართებაში, ეწოდება აბსოლუტური ცვლა (ნახ. 1 სეგმენტი AA'). თუ ცვლის კუთხე () მცირეა, მაშინ . ეს კუთხე? (ფარდობითი ათვლა) ახასიათებს ფარდობით დეფორმაციას. ამ შემთხვევაში, ძაბვა არის:

სადაც G არის ათვლის მოდული.

ელასტიური ძალების დანაყოფები

SI სისტემაში ელასტიური ძალების (ისევე როგორც ნებისმიერი სხვა ძალის) საზომი ძირითადი ერთეულია: \u003d H

SGS-ში: =dyn

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი

ვარჯიში.როგორ მუშაობს დრეკადობის ძალა ზამბარის დეფორმაციისას, სიხისტე, რომელიც უდრის k-ს? თუ ზამბარის საწყისი გაფართოება იყო x 1 , შემდგომი გაფართოება იყო x 2 .

გადაწყვეტილება.ჰუკის კანონის თანახმად, დრეკადობის ძალის მოდულს ვპოულობთ, როგორც:

ამ შემთხვევაში, ელასტიური ძალა პირველი დეფორმაციისას ტოლი იქნება:

მეორე დეფორმაციის შემთხვევაში გვაქვს:

დრეკადობის ძალების მუშაობა (A) შეიძლება მოიძებნოს შემდეგნაირად:

სად არის დრეკადობის ძალის საშუალო მნიშვნელობა, ტოლი:

S- გადაადგილების მოდული, ტოლია:

კუთხე გადაადგილების ვექტორებსა და დრეკადობის ძალების ვექტორს შორის (ეს ვექტორები მიმართულია საპირისპირო მიმართულებით). ჩვენ ვცვლით გამონათქვამებს (1.2), (1.3), (1.5) და (1.6) სამუშაოს ფორმულაში (1.4), მივიღებთ.