forța elastică

În cazul în care deformarea corpului unei forțe care tinde să restabilească fosta mărimea și forma corpului. Această forță apare datorită interacțiunii electromagnetice dintre atomii și moleculele materiei. Aceasta se numește forța elastică.

Cea mai simplă tulpină de tip și tulpina de tracțiune sunt de compresie (Fig. 1.12.1).

Figura 1.12.1. tensiune urzeală (x> 0) și compresiune (x <0). Внешняя сила

Pentru deformări mici (| x | <

Acest raport exprimă stabilit experimental legea lui Hooke. Coeficientul k se numește rigiditatea corpului. Rigiditatea SI se măsoară în newtoni pe metru (N / m). Coeficientul de rigiditate depinde de forma corpului și dimensiunea, precum și pe material. În fizică, legea lui Hooke pentru tulpina de tracțiune sau de compresiune este de obicei scrisă într-o formă diferită. atitudine # 949; = X / l se numește deformarea relativă. și raportul dintre # 963; = F / S = -Fupr / S. unde S - aria secțiunii transversale a corpului deformat este numită tensiune. Apoi, legea lui Hooke poate afirma ca: deformarea relativă # 949; proporțional cu tensiunea # 963;:

Factorul E în această formulă se numește modulul lui Young. modulul lui Young este dependentă numai de proprietățile materialului și nu depinde de mărimea și forma corpului. modulul Young al diverselor materiale variază foarte mult. Pentru oțel, de exemplu, E ≈ 2 x 10 11 N / m 2 și pentru cauciuc E ≈ 2 x 10 6 N / m m 2. E. Cinci ordine de mărime mai mică.

legea lui Hooke poate fi generalizat la cazul deformațiilor mai complexe. De exemplu, când deformarea la încovoiere a forța elastică proporțională cu deformarea tijei, capetele care se află pe două suporturi (Fig. 1.12.2).

Figura 1.12.2. îndoire deformare.

Forța elastică exercitată asupra corpului de picioare (sau suspensie) se numește forță de reacție la sol. La etaj forță de reacție a corpului de contact este direcționat perpendicular pe suprafața de contact. Prin urmare, este adesea numită forța de presiune normală. În cazul în care corpul este fixat pe o masă orizontală, forța de reacție podea îndreptat vertical în sus și echilibrează forța gravitațională: Forța cu care corpul acționează pe o masă, numit corpul de greutate.

Tehnica este adesea folosit arcuri spirale (Fig. 1.12.3). În tensiune sau prin comprimare arcuri cu forțe elastice, care sunt de asemenea supuse legii lui Hooke. Coeficientul k se numește constanta de primăvară. Limitele de aplicabilitate a izvoarelor conform legii lui Hooke se poate schimba foarte mult lungimea sa. Prin urmare, ele sunt adesea folosite pentru a măsura forțele. tensiune de primăvară, care este gradat în unități de forță, numit un dinamometru. Trebuie avut în vedere faptul că o tracțiune sau arc de compresiune în colaci sale având o deformare complexă de torsiune și încovoiere.

Figura 1.12.3. Deformarea tensiunea arcului.

Spre deosebire de unele dintre arcurile și material elastic (cauciuc) tulpina de întindere sau compresiune a tijelor elastice (sau firele) se supun legii liniare a Hooke în limite foarte înguste. Pentru metale deformarea relativă # 949; = X / l nu trebuie să depășească 1%. La deformări mari apar fenomene ireversibile (fluidității) și distrugerea materialului.

Frecare - un tip de interacțiune a organelor. Aceasta se produce atunci când contactul a două corpuri. Frecare, precum și toate celelalte forme de cooperare, se supune legea a treia a lui Newton: dacă unul dintre organismele forța de frecare, este aceeași în mărime, dar acționează în sens opus îndreptate vigoare în al doilea corp. Forța de frecare deoarece forțele elastice sunt electromagnetice în natură. Acestea apar datorită interacțiunii dintre atomii și moleculele organismelor în contact.

Forța de frecare numite forțe uscate generate de contactul dintre cele două solide în absența situate între acestea stratului lichid sau gazos. Ele sunt întotdeauna îndreptate la o tangentă la suprafețele de contact.

frecare uscată ce ia naștere la corpurile de repaus relativ, numită frecare statică. Rezistența frecare statică este întotdeauna egală în mărime cu forța externă și în direcția opusă (fig. 1.13.1).

Figura 1.13.1. Forța de frecare statică (# 965 = 0).

Rezistența frecare statică nu poate depăși o anumită valoare maximă (FTR) max. În cazul în care forța exterioară este mai mare (FTR) max. alunecarea relativă are loc. forța de frecare, în acest caz, se numește forța de frecare de alunecare. Este întotdeauna îndreptată în direcția opusă direcției de mișcare și, în general vorbind, aceasta depinde de viteza relativă a corpurilor. Cu toate acestea, în multe cazuri, aproximativ forța de frecare de alunecare poate fi considerată independentă față de vitezele relative ale organelor și la forța maximă de frecare statică. Acest model de forță de frecare uscată se aplică în rezolvarea multor sarcini fizice simple (Fig. 1.13.2).

Figura 1.13.2. Reală (1) și (2) idealizate caracteristici de frecare uscată

Experiența arată că forța de frecare de alunecare proporțională cu corpul presiune normală forță pe un suport, și, în consecință, de asemenea, forța de reacție a podelei

Coeficientul de proporționalitate # 956; numit coeficientul de frecare de alunecare.

Coeficientul de frecare # 956; - o cantitate adimensional. De obicei, coeficientul de frecare este mai mică decât unitatea. Aceasta depinde de materialele organismelor și calitatea tratamentului de suprafață în contact. Atunci când forța de frecare de alunecare tangențial la suprafețele de contact într-o direcție opusă vitezei relative (Fig. 1.13.3).

Figura 1.13.3. Forța de frecare în timpul alunecare (# 965; ≠ 0). - forța de reacție podea - greutate,

În mișcare corpul rigid în lichid sau gaz se produce frecare vâscoasă sila. Forța de frecare vâscoasă este mult mai mică forță de frecare uscată. De asemenea, urmărește în direcția opusă a vitezei relative a corpului. Atunci când frecarea vâscoasă nu există frecare statică.

Forța de frecare vâscoasă este puternic dependentă de viteza corpului. La viteze suficient de scăzută FTR

# 965;, la viteze mari FTR

# 965; 2. Coeficienții de proporționalitate în aceste ecuații depind de forma corpului.

Forțele de frecare apar atunci când corpul sub formă de rulouri. Cu toate acestea, forța de frecare de rulare, în general, destul de mici. aceste forțe sunt neglijate în rezolvarea problemelor simple.

Când mărimea forței de frecare vâscoasă viteze suficient de scăzute este proporțională cu viteza relativă # 965; organisme, proporțional cu suprafața S și invers proporțională cu distanța dintre avioane h.

Factorul de proporționalitate care depinde de tipul de lichid sau gaz, denumit coeficient de vâscozitate dinamică.

Forța de frecare vâscoasă este puternic dependentă de viteza corpului. La viteze reduse FTR

# 965;, la viteze mari F tr

# 965; 2. Coeficienții de proporționalitate în aceste ecuații depind de forma corpului.

În lumea din jurul nostru nenumărate organisme care interacționează unele cu altele. Dar, în ciuda acestui varietate de forțe, unele dintre speciile lor a decis să aloce speciale.

Forța uprugostinazyvayut forță care are loc în organism la schimbarea formei sau a dimensiunii. Acest lucru se întâmplă atunci când organismul este comprimat, întins, îndoit sau răsucit. De exemplu, forța elastică a apărut în primăvară, ca urmare a compresiei sale și acționează asupra cărămida.

forța elastică este întotdeauna îndreptată opusă forța care a cauzat schimbarea formei sau dimensiunii corpului. În exemplul nostru, căderea unui arc de cărămidă stoarse, care este, a acționat pe ea cu o forță îndreptată în jos. Ca rezultat, în primăvară, a existat o forță elastică îndreptată în direcția opusă, adică în sus. Putem afirma vizionarea de rebound cărămizi.

Forța tyagoteniyanazyvayut forța cu care toate organismele din lume sunt atrași unul de celălalt (a se vedea. § 2 a). O variație a forței de gravitație este forța tyazhesti- forța cu care corpul în apropierea unei planete, este atras de ea. De exemplu, o rachetă în picioare pe Marte, de asemenea, forța gravitațională acționează.

Forța gravitațională este întotdeauna îndreptată spre centrul planetei. Figura arată că Pământul atrage băiatul și mingea cu forțele îndreptate în jos, adică spre centrul planetei. După cum puteți vedea, direcția de „jos“ este diferit pentru diferite locuri de pe planeta. Acest lucru va fi valabil și pentru alte planete și corpuri cerești. Pentru mai multe detalii, vom studia gravitația în § 3 g.

Forța treniyanazyvayut forță care împiedică alunecarea de un corp pe suprafața alta. Luați în considerare desen. decelerare bruscă a mașinii este întotdeauna însoțit de un „scârțâit de frână“. Acest sunet este generat din cauza alunecarea pneurilor pe asfalt. În această anvelopă foarte neclară, între roțile și acționează forța de frecare rutieră, previne alunecarea.

Forța de frecare este întotdeauna îndreptată opus direcției (posibil) alunecare pe suprafața corpului în cealaltă. De exemplu, atunci când frânarea roților vehiculului aluneca-o înainte, apoi se acționează asupra lor, forța de frecare pe drum, în direcția opusă, adică în sens invers.

Forța de frecare se produce nu numai atunci când un corp de alunecare pe suprafața alteia. Există, de asemenea, puterea de frecare statică. De exemplu, pornind de la o pornire la drum, noi nu vedem alunecarea. În acest caz, o forță de frecare statică, datorită căreia ne mișcăm înainte. În lipsa acestei forțe nu am putut face un pas, cum ar fi pe gheață.

forță Arhimede (sau forța de eliminare), se numește forța cu care acționează fluid sau gaz pe un corp scufundat în ele - acesta este împins. Figura arată că apa acționează asupra bulele de aer expirat pește - le împinge la suprafață. Apa, de asemenea, acționează asupra peștilor și pietre - reduce greutatea lor (o forță pentru a zdrobi pietre la partea de jos).