Come si misura la forza elastica? Deformazioni

La legge di Hooke fu scoperta nel XVII secolo dall'inglese Robert Hooke. Questa scoperta sull'allungamento di una molla è una delle leggi della teoria dell'elasticità e svolge un ruolo importante nella scienza e nella tecnologia.

Definizione e formula della legge di Hooke

La formulazione di questa legge è la seguente: la forza elastica che appare al momento della deformazione del corpo è proporzionale all'allungamento del corpo ed è diretta in modo opposto al movimento delle particelle di questo corpo rispetto ad altre particelle durante la deformazione.

La notazione matematica della legge è la seguente:

Riso. 1. Formula della legge di Hooke

Dove Fupr– di conseguenza, la forza elastica, X– allungamento del corpo (la distanza di cui cambia la lunghezza originaria del corpo), e k– coefficiente di proporzionalità, detto rigidità del corpo. La forza si misura in Newton, mentre l'allungamento di un corpo si misura in metri.

Per rivelare il significato fisico della rigidità, è necessario sostituire l'unità in cui viene misurato l'allungamento nella formula della legge di Hooke - 1 m, avendo precedentemente ottenuto un'espressione per k.

Riso. 2. Formula della rigidità corporea

Questa formula mostra che la rigidezza di un corpo è numericamente uguale alla forza elastica che si manifesta nel corpo (molla) quando viene deformato di 1 m. È noto che la rigidezza di una molla dipende dalla sua forma, dimensione e dal materiale da cui è composto il corpo.

Forza elastica

Ora che sappiamo quale formula esprime la legge di Hooke, è necessario comprenderne il valore fondamentale. La grandezza principale è la forza elastica. Appare in un determinato momento in cui il corpo inizia a deformarsi, ad esempio quando una molla viene compressa o allungata. Viene inviato a retro dalla gravità. Quando la forza elastica e la forza di gravità che agiscono sul corpo diventano uguali, il sostegno ed il corpo si fermano.

La deformazione è un cambiamento irreversibile che si verifica nelle dimensioni del corpo e nella sua forma. Sono associati al movimento delle particelle l'una rispetto all'altra. Se una persona si siede su una sedia morbida, la sedia si deformerà, cioè le sue caratteristiche cambieranno. Succede diversi tipi: flessione, allungamento, compressione, taglio, torsione.

Poiché la forza elastica è in origine correlata alle forze elettromagnetiche, dovresti sapere che essa deriva dal fatto che le molecole e gli atomi - particelle più piccole, da cui sono composti tutti i corpi, si attraggono e si respingono. Se la distanza tra le particelle è molto piccola, queste vengono influenzate dalla forza repulsiva. Se questa distanza aumenta, la forza di attrazione agirà su di loro. Pertanto, la differenza tra forze attrattive e repulsive si manifesta nelle forze elastiche.

La forza elastica comprende la forza di reazione al suolo e il peso corporeo. La forza della reazione è di particolare interesse. Questa è la forza che agisce su un corpo quando è posizionato su una qualsiasi superficie. Se il corpo è sospeso, la forza che agisce su di esso è chiamata forza di tensione del filo.

Caratteristiche delle forze elastiche

Come abbiamo già scoperto, la forza elastica si manifesta durante la deformazione, ed è finalizzata a ripristinare le forme e le dimensioni originali rigorosamente perpendicolari alla superficie deformata. Anche le forze elastiche hanno una serie di caratteristiche.

• si verificano durante la deformazione;
• appaiono simultaneamente in due corpi deformabili;
• sono perpendicolari alla superficie rispetto alla quale il corpo è deformato.
• sono opposti nella direzione allo spostamento delle particelle corporee.

Applicazione della legge nella pratica

La legge di Hooke si applica sia ai dispositivi tecnici e ad alta tecnologia, sia alla natura stessa. Ad esempio, le forze elastiche si trovano nei meccanismi degli orologi, negli ammortizzatori dei trasporti, nelle corde, negli elastici e persino nelle ossa umane. Il principio della legge di Hooke è alla base del dinamometro, un dispositivo utilizzato per misurare la forza.

La parola “potere” è così ampia che darle un concetto chiaro è un compito quasi impossibile. La varietà dalla forza muscolare alla forza mentale non copre l'intero spettro dei concetti in essa inclusi. Forza considerata come quantità fisica, ha un significato e una definizione chiaramente definiti. La formula della forza specifica un modello matematico: la dipendenza della forza dai parametri di base.

La storia dello studio delle forze comprende la determinazione della dipendenza dai parametri e la prova sperimentale della dipendenza.

Potenza in fisica

La forza è una misura dell'interazione dei corpi. L'azione reciproca dei corpi l'uno sull'altro descrive pienamente i processi associati ai cambiamenti di velocità o alla deformazione dei corpi.

Come quantità fisica, la forza ha un'unità di misura (nel sistema SI - Newton) e un dispositivo per misurarla: un dinamometro. Il principio di funzionamento del dinamometro si basa sul confronto della forza agente sul corpo con la forza elastica della molla del dinamometro.

Per forza di 1 newton si intende la forza sotto l'influenza della quale un corpo del peso di 1 kg cambia la sua velocità di 1 m in 1 secondo.

Forza come definita:

• direzione dell'azione;
• punto di applicazione;
• modulo, valore assoluto.

Quando descrivi l'interazione, assicurati di indicare questi parametri.

Tipi di interazioni naturali: gravitazionale, elettromagnetica, forte, debole. Gravitazionale gravità universale con la sua varietà - gravità) esistono a causa dell'influenza dei campi gravitazionali che circondano qualsiasi corpo dotato di massa. Lo studio dei campi gravitazionali non è ancora stato completato. Non è ancora possibile risalire all'origine del campo.

Un numero maggiore di forze deriva dall'interazione elettromagnetica degli atomi che compongono la sostanza.

Forza di pressione

Quando un corpo interagisce con la Terra, esercita una pressione sulla superficie. La cui forza ha la forma: P = mg, è determinata dalla massa corporea (m). L'accelerazione di gravità (g) ha significati diversi a diverse latitudini della Terra.

La forza di pressione verticale è uguale in grandezza e opposta in direzione alla forza elastica che si genera nel supporto. La formula della forza cambia a seconda del movimento del corpo.

Variazione del peso corporeo

L'azione di un corpo sul supporto dovuta all'interazione con la Terra è spesso chiamata peso corporeo. È interessante notare che la quantità di peso corporeo dipende dall'accelerazione del movimento nella direzione verticale. Nel caso in cui la direzione dell'accelerazione è opposta all'accelerazione di gravità, si osserva un aumento di peso. Se l'accelerazione del corpo coincide con la direzione della caduta libera, il peso del corpo diminuisce. Ad esempio, trovandosi in un ascensore in salita, all'inizio della salita una persona avverte per qualche tempo un aumento di peso. Non è necessario dire che la sua massa cambia. Allo stesso tempo, separiamo i concetti di “peso corporeo” e la sua “massa”.

Forza elastica

Quando la forma di un corpo cambia (la sua deformazione), appare una forza che tende a riportare il corpo alla sua forma originale. A questa forza è stato dato il nome di “forza di elasticità”. Sorge a causa di interazione elettrica particelle che compongono un corpo.

Consideriamo la deformazione più semplice: tensione e compressione. La tensione è accompagnata da un aumento delle dimensioni lineari dei corpi, la compressione dalla loro diminuzione. La quantità che caratterizza questi processi è chiamata allungamento del corpo. Indichiamolo con "x". La formula della forza elastica è direttamente correlata all'allungamento. Ogni corpo sottoposto a deformazione ha la sua geometria e parametri fisici. La dipendenza della resistenza elastica alla deformazione dalle proprietà del corpo e dal materiale di cui è costituito è determinata dal coefficiente di elasticità, chiamiamolo rigidità (k).

Il modello matematico dell'interazione elastica è descritto dalla legge di Hooke.

La forza che si verifica durante la deformazione del corpo è diretta contro la direzione di spostamento delle singole parti del corpo ed è direttamente proporzionale al suo allungamento:

• F y = -kx (in notazione vettoriale).

Il segno “-” indica la direzione opposta della deformazione e della forza.

In forma scalare segno negativo assente. La forza elastica, la cui formula è vista successiva F y = kx, utilizzato solo per deformazioni elastiche.

Interazione del campo magnetico con la corrente

Influenza campo magnetico per la corrente continua. In questo caso, la forza con cui il campo magnetico agisce su un conduttore in cui è inserita corrente è chiamata forza di Ampere.

L'interazione del campo magnetico con provoca la manifestazione della forza. La forza di Ampere, la cui formula è F = IBlsinα, dipende da (B), dalla lunghezza della parte attiva del conduttore (l), (I) nel conduttore e dall'angolo tra la direzione della corrente e l'induzione magnetica .

Grazie a quest'ultima dipendenza si può sostenere che il vettore d'azione del campo magnetico può cambiare quando si ruota il conduttore o cambia la direzione della corrente. La regola della mano sinistra consente di determinare la direzione dell'azione. Se mano sinistra posizionato in modo che il vettore di induzione magnetica entri nel palmo, quattro dita vengono dirette lungo la corrente nel conduttore, quindi piegate di 90° pollice mostrerà la direzione d'azione del campo magnetico.

L'umanità ha trovato applicazioni per questo effetto, ad esempio, nei motori elettrici. La rotazione del rotore è causata da un campo magnetico creato da un potente elettromagnete. La formula della forza consente di giudicare la possibilità di modificare la potenza del motore. All'aumentare della corrente o dell'intensità del campo, aumenta la coppia, il che porta ad un aumento della potenza del motore.

Traiettorie delle particelle

L'interazione di un campo magnetico con una carica è ampiamente utilizzata negli spettrografi di massa nello studio delle particelle elementari.

L'azione del campo in questo caso provoca la comparsa di una forza chiamata forza di Lorentz. Quando una particella carica che si muove ad una certa velocità entra in un campo magnetico, la cui formula ha la forma F = vBqsinα, fa muovere la particella in un cerchio.

In questo modello matematico v è il modulo della velocità delle particelle, carica elettrica di cui - q, B - induzione del campo magnetico, α - angolo tra le direzioni della velocità e induzione magnetica.

La particella si muove lungo un cerchio (o arco di cerchio), poiché la forza e la velocità sono dirette ad un angolo di 90 ° l'una rispetto all'altra. Cambiare la direzione della velocità lineare fa apparire l'accelerazione.

La regola della mano sinistra, discussa sopra, vale anche quando si studia la forza di Lorentz: se la mano sinistra è posizionata in modo tale che il vettore di induzione magnetica entri nel palmo, quattro dita estese in linea si dirigono lungo la velocità di un particella carica positivamente, quindi piegato di 90° il pollice indicherà la direzione della forza.

Problemi di plasma

L'interazione tra un campo magnetico e la materia viene utilizzata nei ciclotroni. Problemi associati a studio di laboratorio plasma, non consentirne la conservazione in recipienti chiusi. L'alto può esistere solo quando alte temperature. Il plasma può essere mantenuto in un posto nello spazio utilizzando campi magnetici, torcendo il gas sotto forma di un anello. Quelli controllati possono anche essere studiati attorcigliando il plasma ad alta temperatura in una corda utilizzando campi magnetici.

Un esempio dell'effetto di un campo magnetico in condizioni naturali sul gas ionizzato è l'aurora boreale. Questo spettacolo maestoso si osserva sopra il Circolo Polare Artico, ad un'altitudine di 100 km sopra la superficie terrestre. Il misterioso bagliore colorato del gas poteva essere spiegato solo nel XX secolo. Il campo magnetico terrestre vicino ai poli non può impedire al vento solare di entrare nell'atmosfera. La radiazione più attiva, diretta lungo le linee di induzione magnetica, provoca la ionizzazione dell'atmosfera.

Fenomeni associati al movimento di carica

Storicamente, la grandezza principale che caratterizza il flusso di corrente in un conduttore è chiamata intensità di corrente. È interessante notare che questo concetto non ha nulla a che fare con la forza in fisica. L'intensità di corrente, la cui formula include la carica che scorre per unità di tempo attraverso la sezione trasversale del conduttore, ha la forma:

• I = q/t, dove t è il tempo di flusso della carica q.

In effetti, la corrente è la quantità di carica. La sua unità di misura è Ampere (A), in contrapposizione a N.

Definizione di lavoro di forza

La forza esercitata su una sostanza è accompagnata dall'esecuzione di un lavoro. Il lavoro della forza è una quantità fisica, numericamente uguale al prodotto la forza sullo spostamento passata sotto la sua azione e il coseno dell'angolo tra le direzioni della forza e dello spostamento.

Il lavoro di forza richiesto, la cui formula è A = FScosα, comprende l'entità della forza.

L'azione di un corpo è accompagnata da un cambiamento nella velocità del corpo o da una deformazione, che indica cambiamenti simultanei di energia. Il lavoro compiuto da una forza dipende direttamente dalla sua grandezza.

La natura, essendo una manifestazione macroscopica dell'interazione intermolecolare. Nel caso più semplice di tensione/compressione di un corpo, la forza elastica è diretta in modo opposto allo spostamento delle particelle del corpo, perpendicolare alla superficie.

Il vettore forza è opposto alla direzione di deformazione del corpo (spostamento delle sue molecole).

La legge di Hooke

Nel caso più semplice di piccole deformazioni elastiche unidimensionali, la formula per la forza elastica ha la forma:

,

dove è la rigidità del corpo, è l'entità della deformazione.

Nella sua formulazione verbale, la legge di Hooke suona così:

La forza elastica che si presenta durante la deformazione di un corpo è direttamente proporzionale all'allungamento del corpo ed è diretta opposta alla direzione del movimento delle particelle del corpo rispetto ad altre particelle durante la deformazione.

Deformazioni non lineari

All'aumentare dell'entità della deformazione, la legge di Hooke cessa di applicarsi e la forza elastica inizia a dipendere in modo complesso dall'entità dello stiramento o della compressione.

Fondazione Wikimedia.

2010.

Scopri cos'è la "forza di elasticità" in altri dizionari: forza elastica - energia elastica - Argomenti industria petrolifera e del gas Sinonimi energia elastica EN energia elastica ...

Scopri cos'è la "forza di elasticità" in altri dizionari: Guida del traduttore tecnico - tamprumo jėga statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vidinės kūno jėgos, veikiančios prieš jį deformuojančias išorines jėgas ir iš dlies ar visiškai atkuriančios deformuotojo kūno (skys čių, dujų) tūr į ir (kietojo kūno) formą …

Scopri cos'è la "forza di elasticità" in altri dizionari: Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

- tamprumo jėga statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. forza elastica vok. elasticische Kraft, fr. forza elastica, f; forza elastica, f pranc. force élastique, f … Fizikos terminų žodynas ENERGIA - la quantità vettoriale è una misura dell'impatto meccanico sul corpo da parte di altri corpi, nonché dell'intensità di altre forze fisiche. processi e ambiti. Le forze sono diverse: (1) C. Ampere, la forza con cui (vedi) agisce su un conduttore percorso da corrente; direzione del vettore forza... ...

Grande Enciclopedia del Politecnico

La query "forza" reindirizza qui; vedi anche altri significati. Forza Dimensione LMT−2 Unità SI ... Wikipedia

La query "forza" reindirizza qui; vedi anche altri significati. Forza Dimensione LMT−2 Unità SI newton ... Wikipedia Sostantivo, g., usato. massimo spesso Morfologia: (no) cosa? forza, cosa? forza, (vedi) cosa? forza, cosa? con la forza, per cosa? sulla forza; per favore Che cosa? forza, (no) cosa? forza, cosa? forza, (vedi) cosa? forza, cosa? forze, riguardo a cosa? sulle forze 1. La forza è la capacità degli esseri viventi... ... Dizionario

Dmitrieva Ramo della meccanica in cui si studiano gli spostamenti, le deformazioni e le sollecitazioni che si verificano nei corpi elastici a riposo o in movimento sotto l'influenza del carico. U. t. la base per i calcoli di resistenza, deformabilità e stabilità nell'edilizia, negli affari, nell'aviazione e... ...

Ramo della meccanica in cui si studiano gli spostamenti, le deformazioni e le sollecitazioni che si verificano nei corpi elastici a riposo o in movimento sotto l'influenza del carico. U.t. teorico. la base per i calcoli di resistenza, deformabilità e stabilità nella costruzione. Infatti...... Ramo della meccanica in cui si studiano gli spostamenti, le deformazioni e le sollecitazioni che si verificano nei corpi elastici a riposo o in movimento sotto l'influenza del carico. U. t. la base per i calcoli di resistenza, deformabilità e stabilità nell'edilizia, negli affari, nell'aviazione e... ...

Una branca della meccanica (vedi Meccanica) che studia gli spostamenti, le deformazioni e le sollecitazioni che si verificano nei corpi elastici a riposo o in movimento sotto l'influenza di un carico. U.t. base teorica calcoli di resistenza, deformabilità e... ... Grande Enciclopedia Sovietica

Libri

• Forza e deformazione. Teoria applicata dell'elasticità Volume 2, A. Feppl. PREFAZIONE DEL REDATATORE DELLA TRADUZIONE IN RUSSO AL SECONDO VOLUME. La pubblicazione del secondo volume del libro di A. Feppl e L. Feppl è stata ritardata così tanto che le ipotesi iniziali sulla collocazione della serie...

Maggiore è la deformazione a cui è sottoposto un corpo, maggiore è la forza elastica generata in esso. Ciò significa che la deformazione e la forza elastica sono correlate e modificando un valore si può giudicare il cambiamento dell'altro. Pertanto, conoscendo la deformazione di un corpo, è possibile calcolare la forza elastica che in esso si manifesta. Oppure, conoscendo la forza elastica, determina il grado di deformazione del corpo.

Se lo appendi a una molla quantità diverse pesi della stessa massa, allora più ne sono sospesi, più la molla si allungherà, cioè si deformerà. Quanto più una molla viene allungata, tanto maggiore è la forza elastica generata in essa. Inoltre l'esperienza dimostra che ogni successivo peso sospeso aumenta della stessa quantità la lunghezza della molla.

Quindi, ad esempio, se la lunghezza originale della molla era di 5 cm e attaccarvi un peso la aumentava di 1 cm (cioè la molla diventava lunga 6 cm), quindi appendere due pesi la aumenterà di 2 cm (la lunghezza la lunghezza totale sarà di 7 cm) e tre - per 3 cm (la lunghezza della molla sarà di 8 cm).

Anche prima dell'esperimento, è noto che il peso e la forza elastica derivante dalla sua azione sono direttamente proporzionali tra loro. Un aumento multiplo del peso aumenterà la resistenza elastica della stessa quantità. L'esperienza dimostra che la deformazione dipende anche dal peso: un multiplo aumento di peso aumenta della stessa quantità le variazioni di lunghezza. Ciò significa che, eliminando il peso, è possibile stabilire un rapporto direttamente proporzionale tra forza elastica e deformazione.

Se indichiamo l'allungamento di una molla come risultato del suo allungamento con x o con ∆l (l 1 – l 0, dove l 0 è la lunghezza iniziale, l 1 è la lunghezza della molla allungata), allora la dipendenza di la forza elastica di allungamento può essere espressa dalla seguente formula:

Controllo F = kx o controllo F = k∆l, (∆l = l 1 – l 0 = x)

La formula utilizza il coefficiente k. Mostra l'esatta relazione tra forza elastica e allungamento. Dopotutto, l'allungamento di ogni centimetro può aumentare la forza elastica di una molla di 0,5 N, della seconda di 1 N e della terza di 2 N. Per la prima molla, la formula sarà simile a F controllo = 0,5x, per la secondo - controllo F = x, per il terzo - controllo F = 2x.

Si chiama il coefficiente k rigidità molle. Più la molla è rigida, più è difficile allungarla, e tanto più valore più alto avrà k. E maggiore è k, maggiore sarà la forza elastica (controllo F) a parità di allungamenti (x) di molle diverse.

La rigidità dipende dal materiale di cui è composta la molla, dalla sua forma e dimensione.

L'unità di misura della durezza è N/m (newton per metro). La rigidità mostra quanti newton (quanta forza) devono essere applicati alla molla per allungarla di 1 m O di quanti metri si allungherà la molla se per allungarla viene applicata una forza di 1 N viene applicato alla molla e si allunga di 1 cm (0,01 m). Ciò significa che la sua rigidità è 1 N / 0,01 m = 100 N/m.

Inoltre, se presti attenzione alle unità di misura, diventerà chiaro perché la rigidità viene misurata in N/m. La forza elastica, come qualsiasi forza, si misura in newton e la distanza in metri. Per equalizzare i lati sinistro e destro dell'equazione F control = kx in unità di misura, è necessario ridurre i metri sul lato destro (ovvero dividerli per essi) e aggiungere newton (ovvero moltiplicare per essi).

La relazione tra la forza elastica e la deformazione di un corpo elastico, descritta dalla formula F controllo = kx, fu scoperta dallo scienziato inglese Robert Hooke nel 1660, quindi questa relazione porta il suo nome e viene chiamata La legge di Hooke.

La deformazione elastica è quella in cui, dopo la cessazione delle forze, il corpo ritorna al suo stato originale. Ci sono corpi che è quasi impossibile sottoporre a deformazione elastica, mentre per altri può essere piuttosto grande. Ad esempio, posizionare un oggetto pesante su un pezzo argilla morbida, cambierai la sua forma e questo pezzo stesso non tornerà al suo stato originale. Tuttavia, se allunghi l'elastico, tornerà alla sua dimensione originale quando lo rilasci. Va ricordato che la legge di Hooke è applicabile solo per deformazioni elastiche.

La formula F controllo = kx permette di calcolare il terzo da due quantità note. Quindi, conoscendo la forza applicata e l'allungamento, puoi scoprire la rigidità del corpo. Conoscendo la rigidezza e l'allungamento, calcola la forza elastica. E conoscendo la forza elastica e la rigidità, calcola la variazione di lunghezza.

Cos'è la forza elastica?

La forza elastica è una forza che si genera attraverso la deformazione di un corpo ed è diretta nella direzione opposta ai movimenti delle particelle corporee durante la deformazione.

Per di più chiaro esempio, per capire meglio cos’è la forza elastica, prendiamo fulgido esempio da vita quotidiana. Immagina che di fronte a te ci sia un normale stendibiancheria su cui hai appeso la biancheria bagnata. Se stendiamo la biancheria bagnata su una corda orizzontale ben tesa, vedremo come, sotto il peso delle cose, questa corda comincia a piegarsi e ad allungarsi.

Per prima cosa, tu ed io appendiamo una cosa bagnata su una corda e vediamo come si piega a terra insieme alla corda, e poi si ferma. Quindi appendiamo la cosa successiva e vediamo che la stessa azione si ripete e la corda si piega ancora di più.

In questo caso, si suggerisce la conclusione che all'aumentare della forza che agisce sulla corda, si verificherà una deformazione finché le forze che si oppongono a questa deformazione non saranno uguali al peso di tutte le cose. E solo dopo questo il movimento al ribasso si fermerà.

Va notato che il lavoro della forza elastica è mantenere l'integrità degli oggetti su cui agiamo con altri oggetti. Se le forze elastiche non sono in grado di farcela, il corpo si deforma irrevocabilmente, cioè la corda potrebbe semplicemente rompersi.

E qui sorge una domanda retorica. In quale momento si è verificata la forza elastica? E si verifica quando iniziamo appena a stendere la biancheria, cioè nel momento del primo impatto sul corpo. E quando il bucato è asciutto e lo togliamo, l'elasticità scompare.

Tipi di deformazioni

Ora sappiamo già che la forza elastica appare come risultato della deformazione.

Ricordiamo cos'è la deformazione? La deformazione è un cambiamento nel volume o nella forma di un corpo sotto l'influenza di forze esterne.

E la ragione della deformazione è che le diverse parti del corpo si muovono non allo stesso modo, ma in modi diversi. Con lo stesso movimento il corpo avrebbe sempre la sua forma e dimensione originaria, cioè non si deformerebbe.

Diamo un'occhiata alla domanda su quali tipi di deformazione possiamo osservare.

I tipi di deformazione possono essere suddivisi in base alla natura del cambiamento nella loro forma.

Inoltre, la deformazione è divisa in due tipi. In questo caso la deformazione può essere elastica o plastica.

Se, ad esempio, prendi e allunghi una molla e poi la rilasci, dopo tale deformazione la molla ripristinerà le sue dimensioni e forma precedenti. Questo sarà un esempio di deformazione elastica.

Cioè, se vediamo che dopo che l'azione sul corpo cessa, la deformazione scompare completamente, allora tale deformazione è elastica.

Ora diamo un altro esempio. Prendiamo un pezzo di plastilina e strizziamolo o modelliamo una sorta di figura. Tu ed io vediamo che anche dopo che l'azione è cessata, la plastilina non ha cambiato forma, cioè è rimasta deformata. Questa deformazione anelastica è plastica.

Durante la deformazione plastica persiste anche quando le forze esterne cessano di agire su di esso.

Questo tipo di deformazione viene utilizzato oltre alla modellazione in argilla o plastilina e nei processi tecnici di forgiatura e stampaggio.

Esercizio: Descrivi quali tipi di deformazione vedi nell'immagine?

Forza elastica e legge di Hooke

L'entità della forza elastica dipende anche dalla quantità di deformazione a cui è sottoposto il corpo. Di conseguenza, la deformazione e la forza elastica sono strettamente correlate. Se una quantità ha subito cambiamenti, significa che si sono verificati cambiamenti anche nell'altra.

Pertanto, se conosciamo la deformazione di un corpo, possiamo calcolare la forza elastica che si è sviluppata in questo corpo. Viceversa, se conosciamo la forza elastica, possiamo facilmente determinare il grado di deformazione del corpo.

Quando, ad esempio, prendi una molla e ad essa appendi una massa uguale di pesi, puoi vedere che con ogni successivo carico sospeso la molla si allunga sempre di più. E noterai che quanto più questa molla si deforma, tanto maggiore diventa la forza elastica.

E se prendi in considerazione il fatto che i pesi hanno la stessa massa, quindi appendendoli uno per uno, noterai che con ogni nuova sospensione la lunghezza della molla aumenta esattamente della stessa quantità.

Per trovare la relazione tra la forza elastica e la deformazione di un corpo elastico, è necessario utilizzare la formula scoperta dal famoso inglese scienziato Roberto Guk.

Lo scienziato ha stabilito una semplice connessione tra l'aumento della lunghezza del corpo e la forza elastica causata da questo allungamento.

In questa formula, delta indica i cambiamenti che si verificano in una quantità.

La legge di Hooke afferma che per piccole deformazioni la forza elastica è direttamente proporzionale all'allungamento del corpo.

Cioè, maggiore appare la deformazione, il grande forza elasticità che possiamo osservare.

Ma va anche notato che la legge di Hooke è valida solo dove è presente la deformazione elastica.

La forza dell'elasticità in natura

La forza dell'elasticità gioca un ruolo abbastanza significativo in natura. Dopotutto, solo grazie a questa forza, i tessuti delle piante, degli animali e dell'uomo sono in grado di sopportare carichi enormi senza rompersi o crollare.

Probabilmente hai visto più di una volta come le piante si piegano sotto una folata di vento o i rami degli alberi si piegano sotto il peso della neve e, per effetto dell'elasticità, ritornano alla forma precedente.

Inoltre, ognuno di voi ha potuto osservare come, sotto la pressione di un forte vento di uragano, i rami degli alberi si spezzavano. E possiamo osservare un tale risultato quando l'azione della forza del vento supera la forza elastica dell'albero stesso.

Tutti i corpi sulla Terra sono in grado di resistere alla forza. pressione atmosferica solo grazie alla forza elastica. Gli abitanti dei bacini profondi sono in grado di sopportare carichi ancora maggiori. Pertanto, possiamo giungere alla conclusione logica che solo grazie alla forza dell'elasticità, tutti gli organismi viventi in natura hanno la capacità non solo di sopportare carichi meccanici, ma anche di mantenere intatta la loro forma.

Stormi di uccelli seduti sui rami degli alberi, grappoli d'uva appesi ai cespugli, enormi calotte di neve sulle zampe di abete rosso: questa è una chiara dimostrazione delle forze dell'elasticità in natura.

La famosa legge di Hooke si applica in quasi tutti gli ambiti della nostra vita. Impossibile farne a meno, sia nella vita di tutti i giorni che in architettura. Questa legge viene utilizzata nella costruzione di case e automobili. L’ego viene utilizzato anche nel trading.

Ma probabilmente non tutti voi potreste immaginare che la forza dell'elasticità possa essere applicata nell'arena del circo. Nel secolo scorso, il famoso Circo Franconi eseguì uno spettacolo chiamato "Bomb Man".

Per fare questo, nell'arena del circo è stato installato un enorme cannone, dal quale un uomo ha sparato. Gli spettatori sono rimasti scioccati da questo numero, poiché non sospettavano che il colpo non fosse stato sparato da gas in polvere, ma da una molla. Una potente molla elastica fu inserita nella canna del cannone e dopo il comando “fuoco!” una molla dalla botte gettò l'artista nell'arena. Bene, il ruggito, il fumo e il fuoco non hanno fatto altro che aumentare l'effetto di questo atto e terrorizzare il pubblico.

Materie > Fisica > Fisica 7a elementare