Cati dintre noi ne-am intrebat cat de uimitor se comporta obiectele atunci cand le-a fost expus?
De exemplu, de ce țesătura, dacă o întindem în direcții diferite, se poate trage pentru o lungă perioadă de timp, și dintr-o dată brusc rupe? Și de ce același experiment este mult mai greu de ținut cu un creion? Ce determină rezistența materialului? Cum puteți determina în ce măsură poate fi deformată sau întinsă?
Toate aceste și multe alte întrebări, acum mai bine de 300 de ani, s-au întrebat el însuși un explorator englez Robert Hooke. Și a găsit răspunsurile, acum unite sub titlul general "Legea lui Hooke".
Potrivit cercetărilor sale, fiecare material are un coeficient de elasticitate așa-numit. Această proprietate permite ca materialul să se întindă în anumite limite. Coeficientul de elasticitate este constant. Aceasta înseamnă că fiecare material poate rezista la un anumit nivel de rezistență, după care ajunge la un nivel de deformare ireversibil.
În general, Legea lui Hooke poate fi exprimată prin formula:
unde F este forța elastică, k este coeficientul elastic menționat deja, și / x / este modificarea lungimii materialului. Ce se înțelege prin schimbarea acestui indicator? Sub influența forței, un anumit obiect studiat, fie că este vorba de un șnur, de cauciuc sau de orice altul, se schimbă, se întinde sau se micșorează. Schimbarea lungimii în acest caz este diferența dintre lungimea inițială și cea finală a obiectului studiat. Asta este, prin cât de mult se întinde / contracta primăvara (cauciuc, șnur etc.)
Prin urmare, cunoscând lungimea și coeficientul constant de elasticitate pentru un anumit material, se poate găsi forța cu care se întinde materialul sau forța elasticității, așa cum se numește Legea lui Hooke.
Există, de asemenea, cazuri speciale în care această lege nu poate fi utilizată în forma sa standard. Este vorba despre măsurarea forței deformării în condiții de forfecare, adică în situațiile în care o deformare este produsă de o anumită forță care acționează asupra materialului sub un unghi. Legea lui Hooke sub formă de forfecare poate fi exprimată astfel:
unde τ este forța necesară, G este un coeficient constant cunoscut ca modul de forfecare, y este unghiul de forfecare, valoarea prin care unghiul de înclinare al obiectului sa schimbat.
Forța elastică liniară (legea lui Hooke) este aplicabilă numai în condițiile unor mici contracții și tulpini. Dacă forța continuă să afecteze subiectul, atunci vine un punct când își pierde calitățile de elasticitate, adică atinge limita de elasticitate. Forța exercitată depășește forța de rezistență. Din punct de vedere tehnic, acest lucru poate fi văzut nu numai ca o schimbare a parametrilor vizibili ai materialului, ci și ca o reducere a rezistenței acestuia. Forța necesară pentru schimbarea materialului este acum redusă. În astfel de cazuri, proprietățile schimbării obiectului, adică corpul, nu mai este capabil să reziste. În viața obișnuită vedem că lacrimile, pauzele, exploziile etc. Nu este, desigur, necesar să încalcă integritatea, dar calitatea în acest caz este afectată în mod semnificativ. Și coeficientul de elasticitate, care este valabil pentru un material sau corp în formă nedistorsionată, încetează să mai fie semnificativ sub forma unei forme distorsionate.
Acest caz ne permite să spunem că sistemul liniar (direct proporțional cu dependența unui parametru de celălalt) a devenit neliniar atunci când interdependența parametrilor este pierdută, iar schimbarea are loc conform unui principiu diferit.
Pe baza acestor observații, Thomas Young a creat o formulă modul de elasticitate, care mai târziu a fost numit după el și a devenit o bază pentru crearea teoriei elasticității. modul de elasticitate ne permite să ia în considerare deformarea când modificările elastice sunt semnificative. Legea este după cum urmează:
unde σ este forța aplicată pe suprafața transversală transversală a corpului, η este modulul de alungire sau contracție a corpului, E este modulul de elasticitate determinând gradul de întindere sau contracție a corpului sub influența stresului mecanic.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: