Hvordan måles elastisk kraft? Deformationer

Hookes lov blev opdaget i det 17. århundrede af englænderen Robert Hooke. Denne opdagelse om strækningen af en fjeder er en af elasticitetsteoriens love og spiller en vigtig rolle inden for videnskab og teknologi.

Definition og formel for Hookes lov

Formuleringen af denne lov er som følger: den elastiske kraft, der opstår i øjeblikket af deformation af et legeme, er proportional med kroppens forlængelse og er rettet modsat bevægelsen af partikler i denne krop i forhold til andre partikler under deformation.

Den matematiske notation af loven ser således ud:

Ris. 1. Formel for Hookes lov

Hvor Fupr– følgelig den elastiske kraft, x– forlængelse af kroppen (den afstand, hvormed den oprindelige længde af kroppen ændres), og k– proportionalitetskoefficient, kaldet kropsstivhed. Kraft måles i Newton, og forlængelse af et legeme måles i meter.

For at afsløre den fysiske betydning af stivhed skal du erstatte den enhed, hvor forlængelse måles i formlen for Hookes lov - 1 m, efter at have fået et udtryk for k.

Ris. 2. Formel for kropsstivhed

Denne formel viser, at et legemes stivhed numerisk er lig med den elastiske kraft, der opstår i kroppen (fjeder), når den deformeres med 1 m. Det er kendt, at en fjeders stivhed afhænger af dens form, størrelse og materialet hvoraf kroppen er lavet.

Elastisk kraft

Nu hvor vi ved, hvilken formel der udtrykker Hookes lov, er det nødvendigt at forstå dens grundlæggende værdi. Hovedmængden er den elastiske kraft. Det vises på et bestemt tidspunkt, når kroppen begynder at deformeres, for eksempel når en fjeder presses sammen eller strækkes. Det sendes til bagsiden fra tyngdekraften. Når den elastiske kraft og tyngdekraften, der virker på kroppen, bliver ens, stopper støtten og kroppen.

Deformation er en irreversibel ændring, der opstår i kroppens størrelse og form. De er forbundet med bevægelsen af partikler i forhold til hinanden. Hvis en person sidder i en blød stol, vil der ske deformation af stolen, det vil sige, at dens egenskaber ændres. Det sker forskellige typer: bøjning, strækning, kompression, forskydning, vridning.

Da den elastiske kraft i sin oprindelse er relateret til elektromagnetiske kræfter, bør du vide, at den opstår på grund af det faktum, at molekyler og atomer - mindste partikler, hvorfra alle kroppe er sammensat, tiltrækker hinanden og frastøder hinanden. Hvis afstanden mellem partiklerne er meget lille, så påvirkes de af den frastødende kraft. Hvis denne afstand øges, vil tiltrækningskraften virke på dem. Forskellen mellem tiltrækkende og frastødende kræfter viser sig således i elastiske kræfter.

Den elastiske kraft inkluderer jordens reaktionskraft og kropsvægt. Styrken af reaktionen er af særlig interesse. Dette er den kraft, der virker på en krop, når den placeres på en hvilken som helst overflade. Hvis kroppen er ophængt, kaldes den kraft, der virker på den, trådens spændingskraft.

Egenskaber af elastiske kræfter

Som vi allerede har fundet ud af, opstår den elastiske kraft under deformation, og den er rettet mod at genoprette de originale former og størrelser strengt vinkelret på den deformerede overflade. Elastiske kræfter har også en række funktioner.

de opstår under deformation;
de optræder i to deformerbare legemer samtidigt;
de er vinkelrette på overfladen, i forhold til hvilken kroppen er deformeret.
de er modsat i retning af forskydningen af kropspartikler.

Anvendelse af loven i praksis

Hookes lov anvendes både i tekniske og højteknologiske enheder og i naturen selv. For eksempel findes elastiske kræfter i urmekanismer, i støddæmpere i transport, i reb, gummibånd og endda i menneskeknogler. Princippet i Hookes lov ligger til grund for dynamometeret, en enhed, der bruges til at måle kraft.

Ordet "kraft" er så omfattende, at det er en næsten umulig opgave at give det et klart koncept. Variationen fra muskelstyrke til sindstyrke dækker ikke hele spektret af begreber, der er inkluderet i den. Kraft betragtes som fysisk mængde, har en klart defineret betydning og definition. Kraftformlen specificerer en matematisk model: kraftens afhængighed af grundlæggende parametre.

Historien om studiet af kræfter inkluderer bestemmelse af afhængighed af parametre og eksperimentelt bevis for afhængigheden.

Kraft i fysik

Kraft er et mål for kroppens interaktion. Den gensidige handling af kroppe på hinanden beskriver fuldt ud de processer, der er forbundet med ændringer i hastighed eller deformation af kroppe.

Som en fysisk størrelse har kraft en måleenhed (i SI-systemet - Newton) og en enhed til måling af den - et dynamometer. Kraftmålerens funktionsprincip er baseret på at sammenligne den kraft, der virker på kroppen, med den elastiske kraft fra dynamometerfjederen.

En kraft på 1 newton anses for at være den kraft, under hvilken et legeme, der vejer 1 kg, ændrer sin hastighed med 1 m på 1 sekund.

Styrke som defineret:

handlingsretning;
ansøgningspunkt;
modul, absolut værdi.

Når du beskriver interaktion, skal du sørge for at angive disse parametre.

Typer af naturlige interaktioner: gravitationel, elektromagnetisk, stærk, svag. Gravitationel universel tyngdekraft med dens variation - tyngdekraften) eksisterer på grund af indflydelsen fra gravitationsfelter, der omgiver enhver krop med masse. Undersøgelsen af gravitationsfelter er endnu ikke afsluttet. Det er endnu ikke muligt at finde kilden til feltet.

Et større antal kræfter opstår på grund af den elektromagnetiske vekselvirkning mellem de atomer, der udgør stoffet.

Trykkraft

Når et legeme interagerer med Jorden, udøver det pres på overfladen. Hvis kraften har formen: P = mg, bestemmes af kropsmasse (m). Tyngdeacceleration (g) har forskellige betydninger på jordens forskellige breddegrader.

Den lodrette trykkraft er lige stor og modsat i retning af den elastiske kraft, der opstår i understøtningen. Formlen for kraft ændres afhængigt af kroppens bevægelse.

Ændring i kropsvægt

En krops handling på støtte på grund af interaktion med Jorden kaldes ofte kropsvægt. Interessant nok afhænger mængden af kropsvægt af bevægelsesaccelerationen i lodret retning. I det tilfælde, hvor accelerationsretningen er modsat tyngdeaccelerationen, observeres en stigning i vægten. Hvis kroppens acceleration falder sammen med retningen af frit fald, falder kroppens vægt. For eksempel, at være i en stigende elevator, i begyndelsen af opstigningen føler en person en stigning i vægt i nogen tid. Der er ingen grund til at sige, at dens masse ændrer sig. Samtidig adskiller vi begreberne "kropsvægt" og dens "masse".

Elastisk kraft

Når et legemes form ændres (dets deformation), opstår der en kraft, som har en tendens til at bringe kroppen tilbage til sin oprindelige form. Denne kraft fik navnet "elasticitetskraft". Det opstår pga elektrisk interaktion partikler, der udgør en krop.

Lad os overveje den enkleste deformation: spænding og kompression. Spænding er ledsaget af en stigning i de lineære dimensioner af kroppe, kompression - ved deres fald. Den mængde, der karakteriserer disse processer, kaldes kropsforlængelse. Lad os betegne det "x". Formlen for elastisk kraft er direkte relateret til forlængelse. Hver krop, der gennemgår deformation, har sin egen geometriske og fysiske parametre. Afhængigheden af den elastiske modstand mod deformation af kroppens egenskaber og materialet, hvorfra den er lavet, bestemmes af elasticitetskoefficienten, lad os kalde det stivhed (k).

Den matematiske model for elastisk interaktion er beskrevet af Hookes lov.

Kraften, der opstår under deformation af kroppen, er rettet mod forskydningsretningen af individuelle dele af kroppen og er direkte proportional med dens forlængelse:

F y = -kx (i vektornotation).

"-" tegnet angiver den modsatte retning af deformation og kraft.

I skalar form negativt fortegn fraværende. Den elastiske kraft, hvis formel er næste visning F y = kx, bruges kun til elastiske deformationer.

Interaktion af magnetfelt med strøm

Indflydelse magnetisk felt for jævnstrøm er beskrevet I dette tilfælde kaldes den kraft, som magnetfeltet virker på en leder med strøm i, for Amperekraften.

Samspillet mellem det magnetiske felt og forårsager kraftmanifestation. Amperes kraft, hvis formel er F = IBlsinα, afhænger af (B), længden af den aktive del af lederen (l), (I) i lederen og vinklen mellem strømmens retning og den magnetiske induktion .

Takket være den sidste afhængighed kan det hævdes, at magnetfeltets virkningsvektor kan ændre sig, når lederen roteres eller strømmens retning ændres. Venstrehåndsreglen giver dig mulighed for at bestemme handlingsretningen. Hvis venstre hånd placeret således, at den magnetiske induktionsvektor kommer ind i håndfladen, er fire fingre rettet langs strømmen i lederen og derefter bøjet 90 ° tommelfinger vil vise magnetfeltets virkningsretning.

Menneskeheden har fundet anvendelser for denne effekt, for eksempel i elektriske motorer. Rotation af rotoren er forårsaget af et magnetfelt skabt af en kraftig elektromagnet. Kraftformlen giver dig mulighed for at bedømme muligheden for at ændre motorkraften. Når strømmen eller feltstyrken øges, øges drejningsmomentet, hvilket fører til en stigning i motoreffekten.

Partikelbaner

Samspillet mellem et magnetfelt og en ladning er meget brugt i massespektrografer i studiet af elementarpartikler.

Feltets handling forårsager i dette tilfælde fremkomsten af en kraft kaldet Lorentz-kraften. Når en ladet partikel, der bevæger sig med en bestemt hastighed, kommer ind i et magnetfelt, hvis formlen har formen F = vBqsinα, får partiklen til at bevæge sig i en cirkel.

I dette matematisk model v er partikelhastighedsmodulet, elektrisk ladning heraf - q, B - magnetisk feltinduktion, α - vinkel mellem hastighedsretningerne og magnetisk induktion.

Partiklen bevæger sig i en cirkel (eller cirkelbue), da kraften og hastigheden er rettet i en vinkel på 90° i forhold til hinanden. Ændring af retningen af lineær hastighed forårsager acceleration.

Reglen for venstre hånd, diskuteret ovenfor, forekommer også, når man studerer Lorentz-kraften: hvis venstre hånd er placeret på en sådan måde, at den magnetiske induktionsvektor kommer ind i håndfladen, rettes fire fingre udstrakt i en linje langs hastigheden af en positivt ladet partikel, derefter bøjet med 90 ° tommelfingeren vil angive retningen af kraften.

Plasma problemer

Samspillet mellem et magnetfelt og stof bruges i cyklotroner. Problemer forbundet med laboratorieundersøgelse plasma, lad det ikke opbevares i lukkede beholdere. Høj kan kun eksistere når høje temperaturer. Plasma kan opbevares ét sted i rummet ved hjælp af magnetiske felter, der vrider gassen i form af en ring. Kontrollerede kan også studeres ved at sno højtemperaturplasma til en ledning ved hjælp af magnetiske felter.

Et eksempel på effekten af et magnetfelt under naturlige forhold på ioniseret gas er Aurora Borealis. Dette majestætiske skue er observeret over polarcirklen i en højde af 100 km over jordens overflade. Gassens mystiske farverige skær kunne først forklares i det 20. århundrede. Jordens magnetfelt nær polerne kan ikke forhindre solvinden i at trænge ind i atmosfæren. Den mest aktive stråling, rettet langs magnetiske induktionslinjer, forårsager ionisering af atmosfæren.

Fænomener forbundet med ladningsbevægelse

Historisk set kaldes hovedstørrelsen, der karakteriserer strømmen af strøm i en leder, strømstyrke. Det er interessant, at dette koncept ikke har noget at gøre med kraft i fysik. Strømstyrken, hvis formel inkluderer ladningen, der strømmer per tidsenhed gennem lederens tværsnit, har formen:

I = q/t, hvor t er strømningstiden for ladningen q.

Faktisk er strøm mængden af afgift. Dens måleenhed er Ampere (A), i modsætning til N.

Definition af styrkearbejde

Den kraft, der udøves på et stof, ledsages af arbejdets udførelse. Kraftarbejde er en fysisk størrelse, numerisk lig med produktet kraft på forskydningen passeret under dens virkning, og cosinus af vinklen mellem kraftretningerne og forskydningen.

Det nødvendige kraftarbejde, hvis formel er A = FScosα, inkluderer kraftens størrelse.

En krops handling er ledsaget af en ændring i kroppens hastighed eller deformation, hvilket indikerer samtidige ændringer i energi. Arbejdet udført af en kraft afhænger direkte af størrelsen.

Naturen er en makroskopisk manifestation af intermolekylær interaktion. I det simpleste tilfælde af spænding/kompression af et legeme er den elastiske kraft rettet modsat forskydningen af kroppens partikler vinkelret på overfladen.

Kraftvektoren er modsat kroppens deformationsretning (forskydning af dets molekyler).

Hookes lov

I det enkleste tilfælde af endimensionelle små elastiske deformationer har formlen for den elastiske kraft formen:

hvor er kroppens stivhed, er størrelsen af deformationen.

I sin verbale formulering lyder Hookes lov sådan:

Den elastiske kraft, der opstår under deformation af et legeme, er direkte proportional med kroppens forlængelse og er rettet modsat bevægelsesretningen af kropspartikler i forhold til andre partikler under deformation.

Ikke-lineære deformationer

Efterhånden som mængden af deformation stiger, ophører Hookes lov med at gælde, og den elastiske kraft begynder på en kompleks måde at afhænge af mængden af strækning eller kompression.

Wikimedia Foundation.

2010.

Se, hvad "Elasticity force" er i andre ordbøger: elastisk kraft - elastisk energi - Emner olie- og gasindustrien Synonymer elastisk energi EN elastisk energi ...

Se, hvad "Elasticity force" er i andre ordbøger: Teknisk oversættervejledning - tamprumo jėga statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vidinės kūno jėgos, veikiančios prieš jį deformuojančias išorines jėgas ir iš dlies ar visiškai atkuriancųskys deform rį ir (kietojo kūno) formą …

Se, hvad "Elasticity force" er i andre ordbøger: Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

- tamprumo jėga statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. elastisk kraft vok. elastisk Kraft, f rus. elastisk kraft, f; elastisk kraft, f pranc. force élastique, f … Fizikos terminų žodynas MAGT - vektormængde er et mål for den mekaniske påvirkning af kroppen fra andre legemer, samt intensiteten af andre fysiske kræfter. processer og felter. Kræfter er forskellige: (1) C. Ampere, den kraft, hvormed (se) virker på en leder, der fører strøm; retning af kraftvektoren ... ...

Big Polytechnic Encyclopedia

Forespørgslen "styrke" omdirigerer her; se også andre betydninger. Force Dimension LMT−2 SI-enheder ... Wikipedia

Forespørgslen "styrke" omdirigerer her; se også andre betydninger. Force Dimension LMT−2 SI-enheder newton ... Wikipedia Navneord, g., brugt. max. ofte Morfologi: (nej) hvad? styrke, hvad? styrke, (se) hvad? styrke, hvad? med magt, om hvad? om styrke; pl. Hvad? styrke, (nej) hvad? styrke, hvad? styrke, (se) hvad? styrke, hvad? kræfter, om hvad? om kræfter 1. Styrke er levende tings evne... ... Ordbog

Dmitrieva En gren af mekanikken, hvor forskydninger, deformationer og spændinger, der opstår i elastiske legemer i hvile eller i bevægelse under påvirkning af belastning, studeres. U. t. grundlaget for beregninger af styrke, deformerbarhed og stabilitet i byggeri, erhverv, luftfart og... ...

En gren af mekanikken, hvor forskydninger, deformationer og spændinger, der opstår i elastiske legemer i hvile eller i bevægelse under påvirkning af belastning, studeres. U. t. grundlaget for beregninger af styrke, deformerbarhed og stabilitet i byggeriet. faktisk...... En gren af mekanikken, hvor forskydninger, deformationer og spændinger, der opstår i elastiske legemer i hvile eller i bevægelse under påvirkning af belastning, studeres. U. t. grundlaget for beregninger af styrke, deformerbarhed og stabilitet i byggeri, erhverv, luftfart og... ...

En gren af mekanikken (Se Mekanik), der studerer de forskydninger, deformationer og spændinger, der opstår i elastiske legemer i hvile eller i bevægelse under påvirkning af en belastning. U.t. teoretisk grundlag beregninger for styrke, deformerbarhed og... ... Store sovjetiske encyklopædi

Bøger

Styrke og deformation. Applied Theory of Elasticity Volume 2, A. Feppl. FORORD AF REDAKTØREN AF DEN RUSSISKE OVERSÆTTELSE TIL ANDET BIND. Udgivelsen af andet bind af bogen af A. Feppl og L. Feppl blev forsinket så meget, at de oprindelige antagelser om at placere en serie...

Jo mere deformation et legeme udsættes for, jo større er den elastiske kraft, der genereres i det. Det betyder, at deformation og elastisk kraft hænger sammen, og ved at ændre den ene værdi kan man bedømme ændringen i den anden. Ved at kende deformationen af et legeme er det således muligt at beregne den elastiske kraft, der opstår i det. Eller ved at kende den elastiske kraft, bestemme graden af deformation af kroppen.

Hvis du hænger den fra en fjeder forskellige mængder vægte af samme masse, så jo flere af dem er ophængt, jo mere vil fjederen strække sig, det vil sige deformere. Jo mere en fjeder strækkes, jo større er den elastiske kraft, der genereres i den. Desuden viser erfaringen, at hver efterfølgende ophængt vægt øger fjederens længde med samme mængde.

Så hvis den oprindelige længde af fjederen for eksempel var 5 cm, og ved at hænge en vægt på den øgede den med 1 cm (dvs. fjederen blev 6 cm lang), så vil hængning af to vægte øge den med 2 cm (den samlet længde vil være 7 cm ), og tre - gange 3 cm (længden af fjederen vil være 8 cm).

Allerede før eksperimentet er det kendt, at vægt og den elastiske kraft, der opstår under dens påvirkning, er direkte proportionale med hinanden. En multipel stigning i vægt vil øge elasticitetsstyrken med samme mængde. Erfaringen viser, at deformation også afhænger af vægten: en multipel vægtstigning øger længdeændringerne med samme mængde. Dette betyder, at det ved at eliminere vægt er muligt at etablere et direkte proportionalt forhold mellem den elastiske kraft og deformation.

Hvis vi betegner forlængelsen af en fjeder som følge af dens strækning som x eller som ∆l (l 1 – l 0, hvor l 0 er startlængden, l 1 er længden af den strakte fjeder), så er afhængigheden af den elastiske kraft ved strækning kan udtrykkes med følgende formel:

F kontrol = kx eller F kontrol = k∆l, (∆l = l 1 – l 0 = x)

Formlen bruger koefficienten k. Det viser det nøjagtige forhold mellem elastisk kraft og forlængelse. Forlængelse med hver centimeter kan trods alt øge den elastiske kraft af en fjeder med 0,5 N, den anden med 1 N og den tredje med 2 N. For den første fjeder vil formlen se ud som F-kontrol = 0,5x, for anden - F kontrol = x, for den tredje - F kontrol = 2x.

Koefficienten k kaldes stivhed fjedre. Jo stivere fjederen er, jo sværere er det at strække den, og jo mere højere værdi vil have k. Og jo større k, jo større vil den elastiske kraft (F-kontrol) være med lige lange forlængelser (x) af forskellige fjedre.

Stivhed afhænger af det materiale, som fjederen er lavet af, dens form og størrelse.

Måleenheden for hårdhed er N/m (newton pr. meter). Stivhed viser hvor mange newtons (hvor meget kraft) der skal påføres fjederen for at strække den 1 m eller hvor mange meter fjederen vil strække sig, hvis der påføres en kraft på 1 N for at strække den påføres fjederen, og den strækker sig 1 cm (0,01 m). Det betyder, at dens stivhed er 1 N / 0,01 m = 100 N/m.

Hvis du også er opmærksom på måleenhederne, vil det blive tydeligt, hvorfor stivhed måles i N/m. Den elastiske kraft, som enhver kraft, måles i newton, og afstanden måles i meter. For at udligne venstre og højre side af ligningen F kontrol = kx i måleenheder, skal du reducere målerne på højre side (det vil sige dividere med dem) og tilføje newton (det vil sige gange med dem).

Forholdet mellem den elastiske kraft og deformationen af et elastisk legeme, beskrevet ved formlen F kontrol = kx, blev opdaget af den engelske videnskabsmand Robert Hooke i 1660, så dette forhold bærer hans navn og kaldes Hookes lov.

Elastisk deformation er en, når kroppen efter kræfternes ophør vender tilbage til sin oprindelige tilstand. Der er kroppe, som er næsten umulige at udsætte for elastisk deformation, mens den for andre kan være ret stor. For eksempel at placere en tung genstand på et stykke blødt ler, vil du ændre dens form, og selve dette stykke vil ikke vende tilbage til sin oprindelige tilstand. Men hvis du strækker gummibåndet, vil det vende tilbage til sin oprindelige størrelse, når du slipper det. Det skal huskes, at Hookes lov kun gælder for elastiske deformationer.

Formlen F kontrol = kx gør det muligt at beregne den tredje ud fra to kendte størrelser. Så ved at kende den påførte kraft og forlængelse, kan du finde ud af kroppens stivhed. Ved at kende stivheden og forlængelsen, find den elastiske kraft. Og ved at kende den elastiske kraft og stivhed, beregne ændringen i længden.

Hvad er elastisk kraft?

Den elastiske kraft er en kraft, der opstår ved deformation af et legeme og er rettet i den modsatte retning af bevægelsen af kropspartikler under deformation.

For mere klart eksempel, for bedre at forstå, hvad elastisk kraft er, lad os tage lysende eksempel fra hverdagen. Forestil dig, at foran dig er en almindelig tørresnor, som du har hængt vådt vasketøj på. Hvis vi hænger vådt vasketøj på et godt strakt vandret reb, vil vi se, hvordan dette reb under vægten af tingene begynder at bøje og strække.

Først hænger du og jeg en våd ting på et reb og ser, hvordan den bøjer til jorden sammen med rebet, og så stopper. Så hænger vi den næste ting og ser, at den samme handling gentages, og rebet bøjes endnu mere.

I dette tilfælde tyder konklusionen på sig selv, at når kraften, der virker på rebet, øges, vil deformation forekomme, indtil de kræfter, der modarbejder denne deformation, er lig med vægten af alle ting. Og først efter dette stopper den nedadgående bevægelse.

Det skal bemærkes, at den elastiske krafts arbejde er at opretholde integriteten af genstande, som vi handler på med andre genstande. Hvis de elastiske kræfter ikke er i stand til at klare dette, deformeres kroppen uigenkaldeligt, det vil sige, at rebet simpelthen kan knække.

Og her opstår et retorisk spørgsmål. I hvilket øjeblik opstod den elastiske kraft? Og det opstår, når vi lige begynder at hænge vores vasketøj op, det vil sige i det øjeblik, hvor den første påvirkning af kroppen. Og når vasketøjet er tørt, og vi tager det af, forsvinder elasticiteten.

Typer af deformationer

Nu ved vi allerede, at den elastiske kraft opstår som et resultat af deformation.

Lad os huske, hvad deformation er? Deformation er en ændring i volumen eller form af en krop under påvirkning af ydre kræfter.

Og årsagen til forekomsten af deformation er, at forskellige dele af kroppen ikke bevæger sig på samme måde, men på forskellige måder. Med den samme bevægelse ville kroppen altid have sin oprindelige form og størrelse, det vil sige, at den ikke ville blive deformeret.

Lad os se på spørgsmålet om, hvilke typer deformation vi kan observere.

Typer af deformation kan opdeles efter arten af ændringen i deres form.

Derudover er deformation opdelt i to typer. I dette tilfælde kan deformationen være elastisk eller plastisk deformation.

Hvis du for eksempel tager og strækker en fjeder og derefter slipper den, så vil fjederen efter en sådan deformation genoprette sin tidligere størrelse og form. Dette vil være et eksempel på elastisk deformation.

Det vil sige, hvis vi ser, at efter virkningen på kroppen ophører, forsvinder deformationen helt, så er en sådan deformation elastisk.

Lad os nu give et andet eksempel. Lad os tage et stykke plasticine og klemme det eller forme en form for figur. Du og jeg ser, at selv efter virkningens ophør ændrede plasticinen ikke form, det vil sige, at den forblev deformeret. Denne uelastiske deformation er plastisk.

Under plastisk deformation fortsætter den, selv når ydre kræfter holder op med at virke på den.

Denne type deformation bruges ud over modellering fra ler eller plasticine og i de tekniske processer til smedning og stempling.

Øvelse: Beskriv hvilke typer deformation du ser på billedet?

Elastisk kraft og Hookes lov

Størrelsen af den elastiske kraft afhænger også af mængden af deformation, som ethvert legeme udsættes for. Følgelig er deformation og elastisk kraft tæt forbundet. Hvis den ene mængde har undergået ændringer, betyder det, at der er opstået ændringer i den anden.

Derfor, hvis vi kender deformationen af et legeme, så kan vi beregne den elastiske kraft, der er opstået i denne krop. Omvendt, hvis vi kender den elastiske kraft, kan vi nemt bestemme graden af deformation af kroppen.

Når man for eksempel tager en fjeder og hænger en lige stor vægt af den, kan man se, at for hver efterfølgende ophængt belastning strækker fjederen sig mere og mere. Og du vil bemærke, at jo mere denne fjeder er deformeret, jo større bliver den elastiske kraft.

Og hvis du tager i betragtning, at vægtene har samme masse, og derefter hænger dem en efter en, vil du bemærke, at for hver ny ophængning, øges fjederens længde med nøjagtig samme mængde.

For at finde forholdet mellem den elastiske kraft og deformationen af en elastisk krop, skal du bruge formlen, der blev opdaget af den berømte englænder videnskabsmand Robert Guk.

Forskeren etablerede en simpel forbindelse mellem stigningen i kropslængde og den elastiske kraft, der blev forårsaget af denne forlængelse.

I denne formel angiver delta de ændringer, der sker i en mængde.

Hookes lov siger, at for små deformationer er den elastiske kraft direkte proportional med kroppens forlængelse.

Det vil sige, jo større deformationen forekommer, jo større stor styrke elasticitet vi kan observere.

Men det skal også bemærkes, at Hookes lov kun er gyldig, hvor der er elastisk deformation.

Elasticitetens kraft i naturen

Elasticitetskraften spiller en ret betydelig rolle i naturen. Det er trods alt kun takket være denne kraft, at planters, dyrs og menneskers væv er i stand til at modstå enorme belastninger uden at bryde eller kollapse.

Du har sikkert set mere end én gang, hvordan planter bøjer sig under et vindstød, eller trægrene bøjer sig under vægten af sne, og som følge af elasticitetens virkning vender de tilbage til deres tidligere form.

Også, hver af jer kunne observere hvordan, under pres fra en stærk orkanvind, trægrene knækkede. Og vi kan observere et sådant resultat, når vindkraftens virkning overstiger selve træets elastiske kraft.

Alle kroppe på Jorden er i stand til at modstå kraft. atmosfærisk tryk kun på grund af elasticitetens kraft. Indbyggere i dybe reservoirer er i stand til at modstå endnu større belastninger. Derfor kan vi komme til den logiske konklusion, at kun takket være elasticitetens kraft har alle levende organismer i naturen evnen til ikke kun at udholde mekaniske belastninger, men også til at bevare deres form intakt.

Fugleflokke, der sidder på grene, drueklaser hængende på buske, enorme snehætter på granpoter - dette er en klar demonstration af elasticitetskræfterne i naturen.

Hookes berømte lov gælder i næsten alle områder af vores liv. Det er umuligt at undvære det, hverken i hverdagen eller i arkitekturen. Denne lov bruges i byggeriet af huse og biler. Ego bruges endda i handel.

Men sandsynligvis kunne ikke alle af jer forestille jer, at elasticitetens kraft kunne anvendes i cirkusarenaen. Tilbage i forrige århundrede udførte det berømte Franconi Circus en handling kaldet "Bomb Man".

For at gøre dette blev der installeret en enorm kanon i cirkusarenaen, hvorfra en mand skød. Tilskuerne var chokerede over dette tal, da de ikke havde mistanke om, at skuddet ikke var afgivet af pulvergasser, men af en fjeder. En kraftig elastisk fjeder blev placeret i kanonløbet og efter kommandoen "brand!" en kilde fra tønden kastede kunstneren ind i arenaen. Nå, brølet, røgen og ilden forstærkede kun effekten af denne handling og skræmte publikum.

Fag > Fysik > Fysik 7. klasse