Ang formula ng spring stiffness ay marahil ang pinakamahalagang punto sa paksa ng mga nababanat na elementong ito. Pagkatapos ng lahat, ito ay katigasan na gumaganap ng isang napakahalagang papel sa kung bakit ang mga sangkap na ito ay ginagamit nang napakalawak.

Sa ngayon, halos walang industriya ang magagawa nang walang bukal; ginagamit ang mga ito sa paggawa ng instrumento at kagamitan sa makina, agrikultura, paggawa ng kagamitan sa pagmimina at riles, enerhiya, at iba pang industriya. Matapat silang naglilingkod sa pinakamahalaga at kritikal na mga lugar ng iba't ibang mga yunit, kung saan kinakailangan ang kanilang mga likas na katangian, una sa lahat, ang katigasan ng tagsibol, ang pormula na sa pangkalahatan ay napaka-simple at pamilyar sa mga bata mula sa paaralan.

Mga tampok ng trabaho

Anumang spring ay isang nababanat na produkto, na sumasailalim sa static, dynamic at cyclic load sa panahon ng operasyon. Ang pangunahing tampok ng bahaging ito ay ang pag-deform nito sa ilalim ng panlabas na puwersa, at kapag huminto ang epekto, ibinabalik nito ang orihinal na hugis at geometric na sukat nito. Sa panahon ng pagpapapangit, ang enerhiya ay naipon, sa panahon ng pagpapanumbalik - ang paglipat nito.

Ang pag-aari na ito ay bumalik sa orihinal nitong anyo na nagdala ng malawakang paggamit ng mga bahaging ito: ang mga ito ay mahusay na shock absorbers, mga elemento ng balbula na pumipigil sa labis na presyon, mga accessory para sa mga instrumento sa pagsukat. Sa mga ito at iba pang mga sitwasyon, dahil sa kakayahang mag-deform nang elastiko, nagsasagawa sila ng isang mahalagang trabaho, kaya ang mataas na kalidad at pagiging maaasahan ay kinakailangan mula sa kanila.

Mga uri ng bukal

Mayroong maraming mga uri ng mga bahaging ito, ang pinakakaraniwan ay ang pag-igting at mga compression spring.

• Ang una sa kanila na walang load ay may zero pitch, iyon ay, ang coil ay nakikipag-ugnayan sa coil. Sa proseso ng pagpapapangit, sila ay umaabot, ang kanilang haba ay tumataas. Ang pagwawakas ng pag-load ay sinamahan ng isang pagbabalik sa orihinal nitong anyo - muli likaw sa likaw.
• Ang huli, sa kabaligtaran, sa una ay humihip sa isang tiyak na hakbang sa pagitan ng mga pagliko, at lumiliit sa ilalim ng pagkarga. Ang contact ng mga liko ay isang natural na limiter para sa patuloy na pagkakalantad.

Sa una, ito ay para sa pag-igting spring na ang ratio ng mass ng load na nasuspinde dito at ang pagbabago sa geometric na sukat nito ay natagpuan, na naging batayan para sa formula para sa higpit ng spring sa pamamagitan ng masa at haba.

Ano ang iba pang uri ng bukal

Ang pag-asa ng pagpapapangit sa inilapat na panlabas na puwersa ay may bisa din para sa iba pang mga uri ng nababanat na mga bahagi: pamamaluktot, baluktot, hugis-disk, at iba pa. Hindi mahalaga kung aling mga puwersa ng eroplano ang inilalapat sa kanila: sa isa kung saan matatagpuan ang linya ng ehe, o patayo dito, ang pagpapapangit na ginawa ay proporsyonal sa puwersa kung saan ito naganap.

Pangunahing katangian

Anuman ang uri ng mga bukal, ang mga tampok ng kanilang trabaho na nauugnay sa patuloy na pagpapapangit ay nangangailangan ng mga sumusunod na parameter:

• Ang kakayahang mapanatili ang isang palaging halaga ng pagkalastiko para sa isang naibigay na panahon.
• kaplastikan.
• Relaxation resistance, dahil sa kung saan ang mga deformation ay hindi na maibabalik.
• Lakas, iyon ay, ang kakayahang makatiis ng iba't ibang uri ng pag-load: static, dynamic, shock.

Ang bawat isa sa mga katangiang ito ay mahalaga, gayunpaman, kapag pumipili ng isang nababanat na bahagi para sa isang partikular na trabaho, una sa lahat, ang katigasan nito ay interesado bilang isang mahalagang tagapagpahiwatig kung ito ay angkop para sa kasong ito at kung gaano katagal ito gagana.

Ano ang paninigas

Ang katigasan ay isang katangian ng isang bahagi na nagpapakita kung gaano kadali o kasimple ang pag-compress nito, kung gaano karaming puwersa ang dapat ilapat upang magawa ito. Ito ay lumalabas na ang pagpapapangit na nangyayari sa ilalim ng pagkarga ay mas malaki, mas malaki ang inilapat na puwersa (pagkatapos ng lahat, ang nababanat na puwersa na lumalabas sa pagsalungat dito ay may parehong halaga sa modulus). Samakatuwid, posible na matukoy ang antas ng pagpapapangit, alam ang puwersa ng pagkalastiko (inilapat na puwersa) at kabaligtaran, alam ang kinakailangang pagpapapangit, posibleng kalkulahin kung anong puwersa ang kinakailangan.

Pisikal na pundasyon ng konsepto ng rigidity / elasticity

Ang puwersa na kumikilos sa tagsibol ay nagbabago sa hugis nito. Halimbawa, ang tension/compression spring ay umiikli o humahaba sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na puwersa. Ayon sa batas ni Hooke (ito ang pangalan ng formula na nagbibigay-daan sa iyo upang makalkula ang koepisyent ng paninigas ng tagsibol), ang puwersa at pagpapapangit ay proporsyonal sa bawat isa sa loob ng mga limitasyon ng pagkalastiko ng isang partikular na sangkap. Sa pagsalungat sa pag-load na inilapat mula sa labas, isang puwersa ang lumitaw na pareho sa magnitude at kabaligtaran sa tanda, na naglalayong ibalik ang orihinal na mga sukat ng bahagi at ang hugis nito.

Ang likas na katangian ng nababanat na puwersa na ito ay electromagnetic, ito ay lumitaw bilang isang resulta ng isang espesyal na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga elemento ng istruktura (mga molekula at atomo) ng materyal kung saan ginawa ang bahaging ito. Kaya, mas malaki ang tigas, iyon ay, mas mahirap na i-stretch / i-compress ang nababanat na bahagi, mas malaki ang koepisyent ng pagkalastiko. Ang tagapagpahiwatig na ito ay ginagamit, lalo na, kapag pumipili ng isang partikular na materyal para sa paggawa ng mga bukal para magamit sa iba't ibang sitwasyon.

Paano nabuo ang unang bersyon ng formula

Ang pormula para sa pagkalkula ng higpit ng isang bukal, na tinatawag na batas ni Hooke, ay itinatag sa eksperimento. Sa kurso ng mga eksperimento na may mga naglo-load ng iba't ibang masa na nasuspinde sa isang nababanat na elemento, ang magnitude ng kahabaan nito ay sinusukat. Kaya't lumabas na ang parehong bahagi ng pagsubok sa ilalim ng iba't ibang mga pag-load ay sumasailalim sa iba't ibang mga deformation. Bukod dito, ang pagsususpinde ng isang tiyak na bilang ng mga timbang, na magkapareho sa masa, ay nagpakita na ang bawat idinagdag/tinanggal na timbang ay tumataas/binabawasan ang haba ng nababanat na elemento sa parehong halaga.

Bilang resulta ng mga eksperimentong ito, lumitaw ang sumusunod na formula: kx \u003d mg, kung saan ang k ay isang koepisyent na pare-pareho para sa isang tiyak na tagsibol, ang x ay ang pagbabago sa haba ng tagsibol, m ang masa nito, at ang g ay ang acceleration ng libreng pagkahulog (tinatayang halaga ay 9.8 m / s²) .

Kaya, natuklasan ang ari-arian ng katigasan, na, tulad ng pormula para sa pagtukoy ng koepisyent ng pagkalastiko, ay nahahanap ang pinakamalawak na aplikasyon sa anumang industriya.

Formula ng paninigas

Ang pormula na pinag-aralan ng mga modernong mag-aaral, kung paano mahahanap ang koepisyent ng higpit ng tagsibol, ay ang ratio ng puwersa at magnitude, na nagpapakita ng pagbabago sa haba ng tagsibol depende sa laki ng epekto na ito (o

katumbas nito sa modulus ng nababanat na puwersa). Ang formula na ito ay ganito ang hitsura: F = -kx. Mula sa formula na ito, ang stiffness coefficient ng nababanat na elemento ay katumbas ng ratio ng nababanat na puwersa sa pagbabago sa haba nito. Sa internasyonal na sistema ng SI ng mga yunit ng pisikal na dami, ito ay sinusukat sa mga newton bawat metro (N/m).

Isa pang paraan ng pagsulat ng formula: Young's coefficient

Ang tensile/compressive deformation sa physics ay maaari ding ilarawan ng bahagyang binagong batas ni Hooke. Kasama sa formula ang mga halaga ng kamag-anak na strain (ang ratio ng pagbabago sa haba sa paunang halaga nito) at stress (ang ratio ng puwersa sa cross-sectional area ng bahagi). Ang kamag-anak na pagpapapangit at diin ayon sa formula na ito ay proporsyonal, at ang koepisyent ng proporsyonalidad ay ang katumbas ng modulus ni Young.

Ang modulus ni Young ay kawili-wili dahil ito ay tinutukoy lamang ng mga katangian ng materyal, at hindi nakadepende sa anumang paraan sa alinman sa hugis ng bahagi o mga sukat nito.

Halimbawa, ang modulus ni Young para sa 100

kung ito ay tinatayang katumbas ng isa na may labing-isang zero (unit - N / sq. m).

Ang kahulugan ng konsepto ng stiffness coefficient

Rigidity coefficient - koepisyent ng proporsyonalidad mula sa batas ni Hooke. Ito rin ay nararapat na tinatawag na koepisyent ng pagkalastiko.

Sa katunayan, ipinapakita nito ang dami ng puwersa na dapat ilapat sa nababanat na elemento upang mabago ang haba nito ng isa (sa sistema ng pagsukat na ginamit).

Ang halaga ng parameter na ito ay nakasalalay sa ilang mga kadahilanan na nagpapakilala sa tagsibol:

• Ang materyal na ginamit sa paggawa nito.
• Mga form at tampok ng disenyo.
• geometric na sukat.

Ayon sa tagapagpahiwatig na ito, maaari mo

upang tapusin kung paano lumalaban ang produkto sa mga epekto ng mga naglo-load, iyon ay, kung ano ang magiging pagtutol nito kapag ang isang panlabas na impluwensya ay inilapat.

Mga tampok ng pagkalkula ng mga bukal

Ipinapakita kung paano hanapin ang higpit ng isang spring, ang formula ay marahil ang isa sa pinaka ginagamit ng mga modernong designer. Pagkatapos ng lahat, ang mga nababanat na bahagi na ito ay ginagamit halos lahat ng dako, iyon ay, kinakailangan upang kalkulahin ang kanilang pag-uugali at piliin ang mga perpektong makayanan ang kanilang mga tungkulin.

Ang batas ni Hooke ay napakasimpleng nagpapakita ng pag-asa ng pagpapapangit ng isang nababanat na bahagi sa inilapat na puwersa; ang mga inhinyero ay gumagamit ng mas tumpak na mga formula para sa pagkalkula ng koepisyent ng higpit, na isinasaalang-alang ang lahat ng mga tampok ng patuloy na proseso.

Halimbawa:

• Isinasaalang-alang ng modernong engineering ang isang cylindrical twisted spring bilang isang spiral ng wire na may isang circular cross section, at ang pagpapapangit nito sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa na umiiral sa system ay kinakatawan ng isang hanay ng mga elementary shift.
• Kapag ang baluktot ay deformed, ang pagpapapangit ay itinuturing na ang pagpapalihis ng isang baras na matatagpuan sa mga dulo nito sa mga suporta.

Mga tampok ng pagkalkula ng higpit ng mga koneksyon sa tagsibol

Ang isang mahalagang punto ay ang pagkalkula ng ilang mga nababanat na elemento na konektado sa serye o kahanay.

Sa isang magkatulad na pag-aayos ng ilang mga bahagi, ang pangkalahatang higpit ng sistemang ito ay tinutukoy ng isang simpleng kabuuan ng mga koepisyent ng mga indibidwal na bahagi. Tulad ng madali mong nakikita, ang tigas ng sistema ay mas malaki kaysa sa isang bahagi.

Sa isang sunud-sunod na pag-aayos, ang formula ay mas kumplikado: ang kapalit ng kabuuang higpit ay katumbas ng kabuuan ng mga katumbasan ng katigasan ng bawat bahagi. Sa variant na ito, mas mababa ang kabuuan kaysa sa mga termino.

Gamit ang mga dependency na ito, madaling matukoy ang tamang pagpili ng mga nababanat na bahagi para sa isang partikular na kaso.

Kalikasan, pagiging isang macroscopic manipestasyon ng intermolecular interaksyon. Sa pinakasimpleng kaso ng pag-uunat/pag-compress ng katawan, ang nababanat na puwersa ay nakadirekta sa tapat ng displacement ng mga particle ng katawan, patayo sa ibabaw.

Ang vector ng puwersa ay kabaligtaran sa direksyon ng pagpapapangit ng katawan (pag-aalis ng mga molekula nito).

Batas ni Hooke

Sa pinakasimpleng kaso ng isang-dimensional na maliliit na elastic deformation, ang formula para sa nababanat na puwersa ay may anyo:

,

kung saan ang tigas ng katawan, ay ang magnitude ng pagpapapangit.

Sa berbal na pagbabalangkas, ang batas ni Hooke ay nagbabasa ng mga sumusunod:

Ang nababanat na puwersa na nagmumula sa pagpapapangit ng katawan ay direktang proporsyonal sa pagpahaba ng katawan at nakadirekta sa tapat ng direksyon ng paggalaw ng mga particle ng katawan na may kaugnayan sa iba pang mga particle sa panahon ng pagpapapangit.

Mga di-linear na deformation

Sa isang pagtaas sa magnitude ng pagpapapangit, ang batas ni Hooke ay tumigil sa paggana, ang nababanat na puwersa ay nagsisimulang umasa sa isang kumplikadong paraan sa laki ng pag-igting o compression.

Wikimedia Foundation. 2010 .

Tingnan kung ano ang "Force of Elasticity" sa ibang mga diksyunaryo:

nababanat na puwersa- nababanat na enerhiya - Mga paksa industriya ng langis at gas Mga kasingkahulugan elastic na enerhiya EN nababanat na enerhiya ... Handbook ng Teknikal na Tagasalin

nababanat na puwersa- tamprumo jėga statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vidinės kūno jėgos, veikiančios prieš jį deformuojančias išorines jėgas ir iš dalies ar visiškai atkuriančios deformuotojo kūno (skysčių) … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

nababanat na puwersa- tamprumo jėga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. nababanat na puwersa vok. elastische Kraft, f rus. nababanat na puwersa, f; nababanat na puwersa, fpranc. force elastique, f … Fizikos terminų žodynas

Pwersa- sukat ng dami ng vector ng mekanikal na epekto sa katawan mula sa iba pang mga katawan, pati na rin ang intensity ng iba pang pisikal. mga proseso at larangan. Magkaiba ang mga puwersa: (1) S. Ampère, ang puwersa kung saan (tingnan) ang kumikilos sa isang konduktor na may kasalukuyang; direksyon ng force vector ... ... Mahusay na Polytechnic Encyclopedia

Ang "lakas" ay nagre-redirect dito; tingnan din ang iba pang kahulugan. Force Dimension LMT−2 SI units ... Wikipedia

Ang "lakas" ay nagre-redirect dito; tingnan din ang iba pang kahulugan. Force Dimension LMT−2 SI units newton ... Wikipedia

Umiiral., f., gamitin. max. madalas Morpolohiya: (hindi) ano? lakas para saan? lakas, (tingnan) ano? lakas kaysa? lakas tungkol saan? tungkol sa lakas; pl. Ano? lakas, (hindi) ano? lakas para saan? pwersa, (tingnan) ano? lakas kaysa? pwersa tungkol sa ano? tungkol sa pwersa 1. Ang kakayahan ng nabubuhay ay tinatawag na lakas ... ... Diksyunaryo ng Dmitriev

Isang sangay ng mekanika, kung saan pinag-aaralan ang mga displacement, deformation at stress na nagmumula sa pagpapahinga o paglipat ng mga nababanat na katawan sa ilalim ng pagkilos ng isang load. U. t. ang batayan ng mga kalkulasyon para sa lakas, deformability at katatagan sa konstruksiyon, negosyo, aviation at ... ... Pisikal na Encyclopedia

Isang sangay ng mekanika, kung saan pinag-aaralan ang mga displacement, deformation at stress na nagmumula sa pagpapahinga o paglipat ng mga nababanat na katawan sa ilalim ng pagkilos ng isang load. W. t. teoretikal. ang batayan ng mga kalkulasyon para sa lakas, deformability at katatagan sa konstruksiyon. gawa…… Pisikal na Encyclopedia

Isang sangay ng mechanics (Tingnan ang mechanics) kung saan pinag-aaralan ang mga displacement, deformation, at stress na nagmumula sa pagpapahinga o paglipat ng mga elastic na katawan sa ilalim ng pagkilos ng isang load. W. t. theoretical na batayan para sa pagkalkula ng lakas, deformability at ... ... Great Soviet Encyclopedia

Mga libro

• lakas at pagpapapangit. Applied Theory of Elasticity Volume 2, A. Feppl. PAUNANG SALITA NG EDITOR NG RUSSIAN TRANSLATION SA IKALAWANG TOMO. Ang paglalathala ng pangalawang volume ng aklat nina A. Feppl at L. Feppl ay naantala nang labis na ang mga paunang pagpapalagay tungkol sa paglalagay ng hilera ...

Ang lahat ng mga katawan na malapit sa Earth ay apektado ng pagkahumaling nito. Sa ilalim ng impluwensya ng grabidad, ang mga patak ng ulan, mga snowflake, mga dahon na napunit sa mga sanga ay nahuhulog sa Earth.

Ngunit kapag ang parehong snow ay namamalagi sa bubong, ito ay naaakit pa rin ng Earth, ngunit hindi ito nahuhulog sa bubong, ngunit nananatili sa pahinga. Ano ang pumipigil sa pagbagsak nito? bubong. Ito ay kumikilos sa niyebe na may puwersa na katumbas ng gravity, ngunit nakadirekta sa tapat na direksyon. Ano ang kapangyarihang ito?

Ang Figure 34, a ay nagpapakita ng isang board na nakahiga sa dalawang stand. Kung ang isang timbang ay inilagay sa gitna nito, pagkatapos ay sa ilalim ng impluwensya ng grabidad ang bigat ay magsisimulang gumalaw, ngunit pagkaraan ng ilang sandali, na nakayuko ang board, ito ay titigil (Larawan 34, b). Sa kasong ito, ang puwersa ng grabidad ay magiging balanse ng puwersang kumikilos sa bigat mula sa gilid ng curved board at ididirekta nang patayo pataas. Ang puwersang ito ay tinatawag nababanat na puwersa. Ang nababanat na puwersa ay lumitaw sa panahon ng pagpapapangit. pagpapapangit ay pagbabago sa hugis o sukat ng katawan. Ang isang uri ng pagpapapangit ay baluktot. Kung mas yumuko ang suporta, mas malaki ang nababanat na puwersa na kumikilos mula sa suportang ito sa katawan. Bago ang katawan (timbang) ay inilagay sa board, ang puwersa na ito ay wala. Habang gumagalaw ang bigat, na nagbaluktot ng suporta nito nang higit pa, tumaas din ang nababanat na puwersa. Sa sandaling huminto ang timbang, ang nababanat na puwersa ay umabot sa puwersa ng grabidad at ang resulta nito ay naging katumbas ng zero.

Kung ang isang sapat na magaan na bagay ay inilagay sa suporta, kung gayon ang pagpapapangit nito ay maaaring maging hindi gaanong mahalaga na hindi namin mapapansin ang anumang pagbabago sa hugis ng suporta. Ngunit ang pagpapapangit ay magiging! At kasama nito, ang nababanat na puwersa ay kikilos din, na pumipigil sa pagbagsak ng katawan na matatagpuan sa suportang ito. Sa ganitong mga kaso (kapag ang pagpapapangit ng katawan ay hindi mahahalata at ang pagbabago sa laki ng suporta ay maaaring mapabayaan), ang nababanat na puwersa ay tinatawag suportahan ang puwersa ng reaksyon.

Kung sa halip na isang suporta, ang ilang uri ng suspensyon (thread, lubid, wire, baras, atbp.) Ang puwersa ng grabidad dito ay magiging balanse din ng magkasalungat na direksyon ng puwersa ng pagkalastiko. Sa kasong ito, ang nababanat na puwersa ay lumitaw dahil sa ang katunayan na ang suspensyon ay nakaunat sa ilalim ng pagkilos ng load na nakakabit dito. lumalawak isa pang uri ng pagbaluktot.

Nagaganap din ang elastic force kapag compression. Siya ang gumagawa ng naka-compress na spring na ituwid at itulak ang katawan na nakakabit dito (tingnan ang Fig. 27, b).

Ang isang malaking kontribusyon sa pag-aaral ng puwersa ng pagkalastiko ay ginawa ng Ingles na siyentipiko na si R. Hooke. Noong 1660, noong siya ay 25 taong gulang, itinatag niya ang isang batas na kalaunan ay ipinangalan sa kanya. Sinasabi ng batas ni Hooke:

Ang nababanat na puwersa na nangyayari kapag ang isang katawan ay naunat o naka-compress ay proporsyonal sa pagpapahaba nito.

Kung ang pagpahaba ng katawan, ibig sabihin, ang pagbabago sa haba nito, ay tinutukoy ng x, at ang nababanat na puwersa ay tinutukoy ng F control, kung gayon ang batas ni Hooke ay maaaring ibigay sa sumusunod na anyong matematikal:

F control \u003d kx,

kung saan ang k ay ang proportionality factor, na tinatawag katigasan katawan. Ang bawat katawan ay may sariling katigasan. Kung mas malaki ang katigasan ng isang katawan (spring, wire, rod, atbp.), mas mababa ang pagbabago nito sa haba sa ilalim ng pagkilos ng isang ibinigay na puwersa.

Ang SI unit ng stiffness ay newton bawat metro(1 N/m).

Nang magawa ang isang serye ng mga eksperimento na nagpapatunay sa batas na ito, tumanggi si Hooke na i-publish ito. Samakatuwid, sa mahabang panahon walang nakakaalam tungkol sa kanyang pagtuklas. Kahit na pagkatapos ng 16 na taon, hindi pa rin nagtitiwala sa kanyang mga kasamahan, si Hooke sa isa sa kanyang mga libro ay nagbigay lamang ng isang naka-encrypt na pagbabalangkas (anagram) ng kanyang batas. Tumingin siya

Matapos maghintay ng dalawang taon para sa mga kakumpitensya na i-claim ang kanilang mga natuklasan, sa wakas ay natukoy niya ang kanyang batas. Ang anagram ay na-decipher tulad ng sumusunod:

ut tensyon, sic vis

(na sa Latin ay nangangahulugang: ano ang tensyon, ganyan ang puwersa). “Ang lakas ng anumang bukal,” ang isinulat ni Hooke, “ay proporsyonal sa kahabaan nito.”

Nag-aral si Hooke nababanat mga pagpapapangit. Ito ang pangalan ng mga deformation na nawawala pagkatapos ng pagtigil ng panlabas na impluwensya. Kung, halimbawa, ang isang bukal ay naunat ng kaunti at pagkatapos ay inilabas, ito ay babalik sa orihinal nitong hugis. Ngunit ang parehong tagsibol ay maaaring maiunat nang labis na, pagkatapos na ito ay mailabas, ito ay mananatiling nakaunat. Ang mga pagpapapangit na hindi nawawala pagkatapos ng pagtigil ng panlabas na impluwensya ay tinatawag plastik.

Ang mga plastic deformation ay ginagamit sa pagmomodelo mula sa plasticine at clay, sa pagproseso ng metal - forging, stamping, atbp.

Para sa mga plastic deformation, hindi nasiyahan ang batas ni Hooke.

Noong sinaunang panahon, ang mga nababanat na katangian ng ilang mga materyales (sa partikular, isang puno tulad ng yew) ay nagpapahintulot sa ating mga ninuno na mag-imbento sibuyas- isang sandata ng kamay na idinisenyo upang maghagis ng mga arrow sa tulong ng nababanat na puwersa ng isang nakaunat na bowstring.

Ang pagkakaroon ng lumitaw mga 12 libong taon na ang nakalilipas, ang busog ay umiral sa loob ng maraming siglo bilang pangunahing sandata ng halos lahat ng mga tribo at mga tao sa mundo. Bago ang pag-imbento ng mga baril, ang busog ay ang pinakamabisang sandata sa labanan. Ang mga English archer ay maaaring mag-shoot ng hanggang 14 na arrow kada minuto, na, sa napakalaking paggamit ng mga busog sa labanan, ay lumikha ng isang buong ulap ng mga arrow. Halimbawa, ang bilang ng mga palaso sa Labanan ng Agincourt (noong Daang Taon na Digmaan) ay humigit-kumulang 6 milyon!

Ang malawakang paggamit ng kakila-kilabot na sandata na ito noong Middle Ages ay nagdulot ng isang makatwirang protesta mula sa ilang mga lupon ng lipunan. Noong 1139, ipinagbawal ng Lateran (Church) Council, na nagpulong sa Roma, ang paggamit ng mga sandatang ito laban sa mga Kristiyano. Gayunpaman, ang pakikibaka para sa "disarmament ng bow" ay hindi matagumpay, at ang busog bilang sandata ng militar ay patuloy na ginagamit ng mga tao sa loob ng isa pang limang daang taon.

Ang pagpapabuti ng disenyo ng bow at ang paglikha ng mga crossbows (crossbows) ay humantong sa katotohanan na ang mga arrow na nagpaputok mula sa kanila ay nagsimulang tumusok sa anumang sandata. Ngunit ang agham militar ay hindi tumigil. At sa siglo XVII. ang pana ay pinalitan ng mga baril.

Sa panahon ngayon, isa na lang sa mga palakasan ang archery.

1. Sa anong mga kaso lumilitaw ang nababanat na puwersa? 2. Ano ang tinatawag na deformation? Magbigay ng mga halimbawa ng mga deformation. 3. Bumuo ng batas ni Hooke. 4. Ano ang tigas? 5. Paano naiiba ang mga elastic deformation sa mga plastic?

Sa kalikasan, ang lahat ay magkakaugnay at patuloy na nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ang bawat bahagi nito, bawat bahagi at elemento nito ay patuloy na nakalantad sa isang buong kumplikadong pwersa.

Sa kabila ng katotohanan na ang bilang ay medyo malaki, lahat sila ay maaaring nahahati sa apat na uri:

1. Mga puwersang may likas na gravitational.

2. Mga puwersang may likas na electromagnetic.

3. Puwersa ng isang malakas na uri.

Sa pisika mayroong isang bagay tulad ng nababanat na pagpapapangit. Ang nababanat na pagpapapangit ay isang kababalaghan ng pagpapapangit kung saan ito ay nawawala pagkatapos na huminto sa pagkilos ang mga panlabas na pwersa. Matapos ang gayong pagpapapangit, ang katawan ay tumatagal ng orihinal na hugis nito. Kaya, ang nababanat na puwersa, ang kahulugan na nagsasabing ito ay nangyayari sa katawan pagkatapos ng nababanat na pagpapapangit, ay isang potensyal na puwersa. Ang isang potensyal na puwersa, o konserbatibong puwersa, ay isang puwersa kung saan ang gawain nito ay hindi nakadepende sa tilapon nito, ngunit nakasalalay lamang sa mga una at huling punto ng paggamit ng mga puwersa. Ang gawain ng isang konserbatibo o potensyal na puwersa sa isang saradong landas ay magiging zero.

Masasabi nating ang nababanat na puwersa ay may likas na electromagnetic. Ang puwersang ito ay maaaring masuri bilang isang macroscopic manifestation ng interaksyon sa pagitan ng mga molecule ng isang substance o katawan. Sa anumang kaso, kung saan ang alinman sa compression o pag-uunat ng katawan ay nangyayari, ang isang nababanat na puwersa ay ipinahayag. Ito ay nakadirekta laban sa puwersa na gumagawa ng pagpapapangit, sa direksyon na kabaligtaran sa pag-aalis ng mga particle ng ibinigay na katawan, at patayo sa ibabaw ng katawan na sumasailalim sa pagpapapangit. Gayundin, ang vector ng puwersang ito ay nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa pagpapapangit ng katawan (pag-aalis ng mga molekula nito).

Ang pagkalkula ng halaga ng nababanat na puwersa na nangyayari sa katawan sa panahon ng pagpapapangit ay nangyayari ayon dito.Ayon dito, ang nababanat na puwersa ay katumbas ng produkto ng katigasan ng katawan at ang pagbabago sa koepisyent ng pagpapapangit ng katawan na ito. Ayon sa batas ni Hooke, ang nababanat na puwersa na nangyayari sa isang tiyak na pagpapapangit ng isang katawan o sangkap ay direktang proporsyonal sa pagpahaba ng katawan na ito, at ito ay nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon kung saan ang mga particle ng katawan na ito ay gumagalaw na may kaugnayan sa iba pang mga particle sa sandali ng pagpapapangit.

Ang stiffness index ng isang partikular na katawan o proporsyonal na koepisyent ay nakasalalay sa materyal na ginamit sa paggawa ng katawan. Gayundin, ang katigasan ay nakasalalay sa mga geometric na sukat at hugis ng ibinigay na katawan. Kaugnay ng nababanat na puwersa, mayroon ding isang bagay na tulad ng isang stress ay ang ratio ng elastic modulus sa unit area sa isang naibigay na punto ng seksyon na isinasaalang-alang. Kung iuugnay natin ang batas ni Hooke sa ganitong uri ng boltahe, kung gayon ang pagbabalangkas nito ay medyo naiiba. Ang stress ng isang mekanikal na uri na nangyayari sa isang katawan kapag ito ay deformed ay palaging proporsyonal sa kamag-anak na pagpahaba ng katawan na ito. Dapat tandaan na ang epekto ng batas ni Hooke ay limitado lamang sa maliliit na pagpapapangit. May mga limitasyon ng strain kung saan gumagana ang batas na ito. Kung nalampasan ang mga ito, kakalkulahin ang elastic force gamit ang mga kumplikadong formula, anuman ang batas ni Hooke.

Ipinagpapatuloy namin ang pagsusuri ng ilang paksa mula sa seksyong "Mechanics." Ang aming pagpupulong ngayon ay nakatuon sa puwersa ng pagkalastiko.

Ang puwersang ito ang sumasailalim sa pagpapatakbo ng mga mekanikal na relo, mga towing rope at cable ng mga crane, nakalantad dito ang mga shock absorbers ng mga sasakyan at tren. Sinusubukan ito ng bola at bola ng tennis, raketa at iba pang kagamitan sa palakasan. Paano umusbong ang puwersang ito, at anong mga batas ang sinusunod nito?

Paano ipinanganak ang puwersa ng pagkalastiko?

Ang isang meteorite sa ilalim ng impluwensya ng grabidad ay bumagsak sa lupa at ... nagyelo. Bakit? Nawawala ba ang gravity ng lupa? Hindi. Hindi basta-basta mawawala ang kapangyarihan. Sa sandali ng pakikipag-ugnay sa lupa binabalanse ng isa pang puwersa na katumbas nito sa magnitude at sa tapat ng direksyon. At ang meteorite, tulad ng ibang mga katawan sa ibabaw ng lupa, ay nananatiling nakapahinga.

Ang puwersa ng pagbabalanse na ito ay ang nababanat na puwersa.

Ang parehong nababanat na puwersa ay lumilitaw sa katawan para sa lahat ng uri ng pagpapapangit:

• lumalawak;
• compression;
• gupitin;
• baluktot;
• pamamaluktot.

Ang mga puwersa na nagreresulta mula sa pagpapapangit ay tinatawag na nababanat.

Ang likas na katangian ng nababanat na puwersa

Ang mekanismo ng paglitaw ng mga nababanat na puwersa ay ipinaliwanag lamang noong ika-20 siglo, nang ang likas na katangian ng mga puwersa ng intermolecular na pakikipag-ugnayan ay naitatag. Tinawag sila ng mga physicist na "higante na may maikling armas." Ano ang kahulugan ng nakakatawang paghahambing na ito?

Ang mga puwersa ng pagkahumaling at pagtanggi ay kumikilos sa pagitan ng mga molekula at mga atomo ng bagay. Ang ganitong pakikipag-ugnayan ay dahil sa pinakamaliit na particle na bahagi ng mga ito, na nagdadala ng mga positibo at negatibong singil. Ang mga kapangyarihang ito ay sapat na malaki.(kaya ang salitang higante), ngunit lumilitaw lamang sa napakaikling distansya.(na may maiikling braso). Sa mga distansya na katumbas ng tatlong beses ang diameter ng molekula, ang mga particle na ito ay naaakit, "masayang" nagmamadali patungo sa isa't isa.

Ngunit, nang mahawakan, nagsisimula silang aktibong pagtataboy sa isa't isa.

Sa makunat na pagpapapangit, ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay tumataas. Ang mga puwersa ng intermolecular ay may posibilidad na paikliin ito. Kapag na-compress, ang mga molekula ay lumalapit sa isa't isa, na nagiging sanhi ng pagtataboy ng mga molekula.

At, dahil ang lahat ng mga uri ng mga deformation ay maaaring mabawasan sa compression at pag-igting, ang hitsura ng mga nababanat na puwersa para sa anumang mga deformation ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng mga pagsasaalang-alang na ito.

Batas ni Hooke

Pinag-aralan ng isang kababayan at kontemporaryo ang mga puwersa ng pagkalastiko at ang kanilang kaugnayan sa iba pang pisikal na dami. Siya ay itinuturing na tagapagtatag ng pang-eksperimentong pisika.

Siyentista ipinagpatuloy ang kanyang mga eksperimento sa loob ng halos 20 taon. Nagsagawa siya ng mga eksperimento sa pagpapapangit ng pag-igting ng mga bukal sa pamamagitan ng pagbitin ng iba't ibang mga load mula sa kanila. Ang nasuspinde na pagkarga ay naging sanhi ng pag-unat ng tagsibol hanggang sa mabalanse ng elastikong puwersa na lumitaw dito ang bigat ng karga.

Bilang resulta ng maraming mga eksperimento, ang siyentipiko ay nagtapos: ang inilapat na panlabas na puwersa ay nagiging sanhi ng hitsura ng isang nababanat na puwersa na katumbas nito sa magnitude, na kumikilos sa kabaligtaran ng direksyon.

Ang batas na ginawa niya (Hooke's law) ay ang mga sumusunod:

Ang nababanat na puwersa na nagmumula sa pagpapapangit ng katawan ay direktang proporsyonal sa magnitude ng pagpapapangit at nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa paggalaw ng mga particle.

Ang pormula para sa batas ni Hooke ay:

• Ang F ay ang modulus, ibig sabihin, ang numerical na halaga ng nababanat na puwersa;
• x - pagbabago sa haba ng katawan;
• k - koepisyent ng tigas, depende sa hugis, sukat at materyal ng katawan.

Ang minus sign ay nagpapahiwatig na ang nababanat na puwersa ay nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa pag-aalis ng butil.

Ang bawat pisikal na batas ay may mga limitasyon ng aplikasyon. Ang batas na itinatag ni Hooke ay maaari lamang mailapat sa nababanat na mga pagpapapangit, kapag, pagkatapos alisin ang pagkarga, ang hugis at sukat ng katawan ay ganap na naibalik.

Sa mga plastik na katawan (plasticine, wet clay) ang naturang pagpapanumbalik ay hindi nangyayari.

Ang lahat ng mga solid ay may pagkalastiko sa ilang antas. Ang unang lugar sa pagkalastiko ay inookupahan ng goma, ang pangalawa -. Kahit na napakababanat na materyales sa ilalim ng ilang partikular na load ay maaaring magpakita ng mga katangian ng plastik. Ito ay ginagamit para sa paggawa ng wire, pagputol ng mga bahagi ng kumplikadong hugis na may mga espesyal na selyo.

Kung mayroon kang isang hand-held kitchen scale (steelyard), kung gayon ang maximum na timbang kung saan sila ay dinisenyo ay malamang na nakasulat sa mga ito. Sabihin nating 2 kg. Kapag nakabitin ang isang mas mabigat na karga, ang bakal na bukal sa loob ng mga ito ay hindi na mababawi ang hugis nito.

Ang gawain ng nababanat na puwersa

Tulad ng anumang puwersa, ang puwersa ng pagkalastiko, kayang gawin ang trabaho. At lubhang kapaki-pakinabang. Siya ay pinoprotektahan ang deformable na katawan mula sa pagkasira. Kung hindi niya ito makayanan, nangyayari ang pagkasira ng katawan. Halimbawa, ang isang crane cable ay naputol, isang string sa isang gitara, isang nababanat na banda sa isang tirador, isang spring sa isang scale. Ang gawaing ito ay palaging may minus sign, dahil ang nababanat na puwersa mismo ay negatibo din.

Sa halip na isang afterword

Gamit ang ilang impormasyon tungkol sa mga nababanat na pwersa at pagpapapangit, madali nating masasagot ang ilang mga katanungan. Halimbawa, bakit ang malalaking buto ng tao ay may tubular na istraktura?

Ibaluktot ang isang metal o kahoy na pinuno. Ang matambok na bahagi nito ay makakaranas ng tensile deformation, at ang malukong bahagi ay makakaranas ng compression. Ang gitnang bahagi ng load ay hindi nagdadala. Sinamantala ng kalikasan ang sitwasyong ito, na nagbibigay sa tao at hayop ng mga tubular na buto. Sa proseso ng paggalaw, ang mga buto, kalamnan at tendon ay nakakaranas ng lahat ng uri ng mga pagpapapangit. Ang tubular na istraktura ng mga buto ay lubos na nagpapadali sa kanilang timbang, nang hindi naaapektuhan ang kanilang lakas.

Ang mga tangkay ng mga pananim na cereal ay may parehong istraktura. Ang mga bugso ng hangin ay yumuko sa kanila sa lupa, at ang mga nababanat na puwersa ay tumutulong upang ituwid. Sa pamamagitan ng paraan, ang frame ng bisikleta ay gawa rin sa mga tubo, hindi mga tungkod: ang timbang ay mas mababa at ang metal ay nai-save.

Ang batas na itinatag ni Robert Hooke ay nagsilbing batayan para sa paglikha ng teorya ng pagkalastiko. Ang mga kalkulasyon na isinagawa ayon sa mga pormula ng teoryang ito ay nagpapahintulot tiyakin ang tibay ng matataas na gusali at iba pang istruktura.

Kung ang mensaheng ito ay kapaki-pakinabang sa iyo, ikalulugod kong makita ka