- Що таке еластичність у фізиці?
- Формула пружності у фізиці
- Приклади пружності у фізиці
- Еластичні матеріали
Пояснюємо, що таке еластичність у фізиці і яка формула цієї властивості. Також приклади і еластичні матеріали.
Що таке еластичність у фізиці?
Коли вфізичний Ми говоримо про пружність, ми маємо на увазі властивість певних матеріалів деформуватися під дією зовнішньої сили, яка діє на них, а потім відновлювати свою початкову форму, коли ця сила зникає. Ці типи поведінки відомі як оборотні деформації абопам'ять форми.
Не всі матеріали є еластичними і ті, які ламаються, фрагментуються або залишаються деформованими після дії сила зовнішні просто зовсім не еластичні.
Принципи пружності вивчаються механікою деформованих твердих тіл відповідно до теорії пружності, яка пояснює, як твердий він деформується або рухається у відповідь на зовнішні сили, які впливають на нього.
Таким чином, коли ці деформовані тверді тіла отримують зазначену зовнішню силу, вони деформуються і накопичують в собі певну кількість пружної потенціальної енергії, а отже, і внутрішньої енергії.
Зазначена енергія, як тільки деформуюча сила буде усунена, буде тією, яка змусить тверде тіло відновити свою форму і перетворитися на Кінетична енергія, змушуючи його рухатися або вібрувати.
Величина зовнішньої сили та коефіцієнти пружності деформованого об’єкта будуть такими, що дозволяють розрахувати розмір деформації, величину пружної реакції та накопичене напруження в процес.
Формула пружності у фізиці
Коли до еластичного матеріалу прикладена сила, він деформується або стискається. Для механіка, важливим фактом є величина сили, прикладеної на одиницю площі, яку ми назвемо зусилля (σ).
Ступінь розтягування або стиснення речовини будемо називати деформацією (ϵ) і ми обчислимо його, поділивши довжинурух твердого тіла (ΔL) за його початковою довжиною (L0), тобто: ϵ = ΔL / L 0.
З іншого боку, одним з головних законів, що керують явищем пружності, єЗакон Гука. Цей закон був сформульований у сімнадцятому столітті фізиком Робертом Гуком, коли він вивчав пружину і зрозумів, що сила, необхідна для її стиснення, пропорційна зміні її подовження при застосуванні цієї сили.
Цей закон сформульовано так: F = ˗k.x де F - сила, х довжина стиснення або подовження, і k константа пропорційності (постійна пружини), виражена в ньютонах на метри (Н/м).
Нарешті,потенційна енергія Пружність, пов'язана з силою пружності, представляється формулою: Ep (x) = ½. k.x2.
Приклади пружності у фізиці
Еластичність матеріалів – це властивість, яку ми перевіряємо щодня. Деякі приклади:
- Пружини Пружини, що знаходяться під певними кнопками, або які штовхають хліб з тостера вгору, коли він готовий, діють на основі пружного натягу: вони стискаються і накопичують потенційну енергію, потім звільняються і повертають форму, кидаючи хліб. підсмажений.
- Кнопки. Кнопки на пульті дистанційного керування телевізора працюють завдяки еластичності матеріалу, з якого вони складаються, оскільки вони можуть бути стиснуті під силою наших пальців, активуючи ланцюг, що знаходиться під ним, а потім відновлюючи своє початкове положення (не активуючи ланцюг відразу). ), готовий до повторного натискання.
- Гумка. Смола, з якої виготовляють гумку або жуйку, надзвичайно еластична, до такої міри, що ми можемо стиснути її між зубами або розширити, наповнивши повітрям і зробивши бомбу, припускаючи, що вона збереже свою більш-менш оригінальну форму.
- Шини. Літак, автомобіль, мотоцикл діють на основі пружності гуми, яка колись надувається з повітря, він може витримувати величезну вагу всього автомобіля і дещо деформуватися, але не втрачаючи пам’яті форми, таким чином витривалість і утримує транспортний засіб підвішеним.
Еластичні матеріали
Багато еластичних матеріалів, здатних відновити свою початкову форму після часткової або повної деформації: гума, гума, нейлон, лайкра, латекс, жуйка, шерсть, силікон, поролон, графен, скловолокно, пластик, мотузка та ін.
Ці матеріали надзвичайно корисні в обробній промисловості, оскільки з них можна зробити безліч застосувань і предметів практичного використання.