Tavaszi erők. Rugóerő. Új leckék – Hipermarket ismeretek. Teljesen ugyanaz

A rugóerő a testek közötti kölcsönhatás egyik erője, és a mechanika foglalkozik velük. Hogyan hibáztatható, hol feküdjön, hol fogják kiegyenesíteni? A cikk elolvasása után megtalálja a választ erre a kérdésre.

Hogyan és mikor jelenik meg a rugóerő?

Végezzünk el egy kísérletet:

• helyezzen egy speciális rugót a gyurma mögé egy vízszintes felület, például asztal aljára;
• A rugó erős végére felfüggesztve van egy kis feszültség.

Kicsi 1. Rugóerő

A barkácsoló erők révén súlyos előnyök hullhatnak ki. Miért nem történt meg? Ennek oka a rugóerő, amely a rugó oldalához nyomódott. Ennek a szőlőnek a megjelenését deformáció okozza: nyúlás, összenyomás, törés, csavarodás és torzulás. Kísérletünkben a rugók nyújtásán keresztül rezgett.

Közvetlenül rugóerővel

A bőr olyan molekulákat és atomokat tartalmaz, amelyek töltött részecskékből állnak. A bűz az ének erejével vonzza és egy irányba formálja. Mivel ezek a kölcsönös kapcsolatok fontosak, maradjon a köztük lévő szakadékban.

Kicsi 2. Töltött alkatrészek

A távolság növekedése a gravitációs erő növekedéséhez, a változás - a gravitációs erők túlzott jelentőségéhez vezet. Amikor a test megnyugszik, a neheztelő erők megszűnnek féltékenykedni.

Mindezek alapján egyértelműen meg lehet mondani, miért és hová irányul a rugó ereje. Közvetlenül kapcsolódik a test atomjainak és molekuláinak áramlásához, amelyek töredékei nem árulják el a test csutka alakját.

A töltött részecskék közötti kölcsönhatás fokozza a rugóerő elektromágneses jellegét.

Hogyan vezethet a deformáció valaha is rugóerő megjelenéséhez?

Képzeld el, hogy a rugó könnyedén megújítja formáját, és a gyurmatengely a jövőben is megőrzi alakját. Ez a deformáció két határtípusának létrehozásával történik. A rugóval ellátott fenék a rugó megnyilvánulását mutatja, a gyurmával pedig a plasztikus deformációt.

Ha rugóerőről beszélünk, akkor rugó alakváltozásról beszélünk. Ráadásul a jelentősége kicsi, és nem fog sokáig tartani. A képlékeny alakváltozást más erők jellemzik. A deformáció miatt a bűz a folyadékban rejlik. A 10. évfolyamos fizika szakon nem tanítanak.

A rugóerő és az alakváltozás kapcsolata

Mi az összefüggés a rugóerő és az alakváltozás között? Honnan lehet tudni? Tippek a híres angol borász és a természet követője, Robert Hooke táplálkozásához. E kísérletek eredményei feltárták a kötés lineáris természetét. Írásos szempontból a törvény így néz ki:

Fpr = k | Δl | különben Fpr = k | x |,

de k- rugós együttható, Δl, vagy x- Teljesen alázatos.

Δl, vagy x- A deformált test hossza és a csutka hossza közötti különbség méterben (m).

k-Keménység. Newton per méterben (N/m) van kifejezve, és értékei határozzák meg a test méretét és az anyag szilárdságát. Egy a világon Fpr- Newton (N).

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a Hooke-törvényt csak kis rugódeformációk korlátozzák.

Kényszerítésruganyosság- ez az erő, ami a test deformációjából ered, és hogyan nem képes növelni a test méretét és alakját.

A rugóerő a molekulák és a beszédatomok közötti elektromágneses kölcsönhatás eredménye.

A deformáció legegyszerűbb változata a rugó összenyomásakor és nyújtásában látható.

Milyen kicsi baba (x>0) - Váz alakváltozás; (x< 0) - Kompressziós deformáció. (Fx) - Külső energia.

Ebben az esetben, ha az alakváltozás kicsi és kicsi, akkor a rugóerő oldalra irányul, ami a mozgásban lévő testrészek mögötti közvetlen erő és a test arányos alakváltozása:

Fx = Fpr = - kx

Ennek a kifejezésnek a segítségével Hooke törvénye, amelyet kísérleti módszerrel állapítottak meg. Együttható k Általában a test keménységének nevezik. A test keménységét newton per méterben (N/m) mérik, és függ a test méretétől és alakjától, valamint attól, hogy a test milyen anyagokból készült.

A fizikában a test jelentős alakváltozásának, összenyomódásának és nyújtásának Hooke-törvényét más formában írják le. Ebben az esetben vizes alakváltozást nevezünk

Robert Hooke

(18.07.1635 - 03.03.1703)

angol természettudós, enciklopédista

redőny ε = x/l . Ugyanakkor a feszültséget a test keresztmetszetének területének nevezik az adottság deformációja után:

σ = F / S = -Fcontrol / S

Ebben az esetben a Hooke-törvény a következőképpen fogalmazódik meg: feszültség σ arányos alakváltozás ε . Ennek a képletnek van együtthatója E Young-modulusnak nevezzük. Ez a modul nem függ a test alakjától és méreteitől, de ugyanakkor nem függhet a testet alkotó anyagok erejétől sem. Különböző anyagok esetén a Young-modulus változó széleskörű. Például gumihoz E ≈ 2·106 N/m2, acélhoz pedig E ≈ 2·1011 N/m2 (azaz öt nagyságrenddel több).

Ilyen esetekben teljes mértékben alkalmazható a Hooke-törvény, ha összetett alakváltozások lépnek fel. Nézzük például a halál deformációját. Vessünk egy pillantást a hajvágásra, amely két támaszon fekszik, és természetes progin.

A támasz (vagy felfüggesztés) oldalán az egész testre rugóerő hat, ami a támasz reakcióereje. A támasz reakcióereje a test zárásakor a szigorúan merőleges pontig kiegyenesedik. Ezt az erőt általában egy normál satu erejének nevezik.

Nézzünk egy másik lehetőséget. Hagyja, hogy teste egy törhetetlen vízszintes asztalon feküdjön. Ekkor a támasz reakciója megegyezik a gravitációs erővel, és függőlegesen felfelé irányul. Sőt, a test segítségével tiszteletben tartjuk azt az erőt, amellyel a test az asztalra áramlik.

Legyen szó testről, ha eldeformálódik és plusz infúziót kap, akkor támasz jön létre, és új formák, méretek jönnek létre. Ez a testben molekuláris szinten elektromágneses kölcsönhatás révén következik be.

A deformáció a testrészek helyzetének egyenkénti megváltozása. A deformáció eredménye az atomközi egységek megváltozása és az atomblokkok átcsoportosítása.

Viznachennya. Mi a rugóerő?

A rugóerő az az erő, amely a test deformációja során lép fel, és a testet a csutka felé forgatja.

Vessünk egy pillantást a legegyszerűbb deformációkra - a nyújtásra és a tömörítésre

A kicsi megmutatja, hogyan működik a rugóerő, amikor összenyomjuk és kifeszítjük a frizurát.

Kis alakváltozásokra x ≪ l Hooke törvénye érvényes.

A rugótestben fellépő alakváltozás arányos a testre kifejtett erővel.

F y p r = - k x

Itt k az arányossági együttható, a keménységi fok. A rendszer merevségi egysége SI Newton méterenként. A keménység a test anyagában, alakjában és méretében rejlik.

A mínusz jel azt mutatja, hogy a rugóerő ellentétes a külső erővel, és megakadályozza, hogy a test a csutka felé forduljon.

Keressen más formákat a Hooke-törvény megírására. A test külső alakváltozását ε = x l összefüggésnek nevezzük. A testben lévő feszültséget σ = - F y p r S összefüggésnek nevezzük. Itt S a deformált test keresztmetszetének területe. A Hooke-törvény másik megfogalmazása: a nyilvánvaló alakváltozás arányos a feszültséggel.

Itt E az úgynevezett Young modul, amely a test alakjától és méretétől függ, de nem függ az anyag erejétől. A különböző anyagok Young modulusának értékei nagyon eltérőek. Például acélhoz E ≈ 2 10 11 N m 2 és gumihoz E ≈ 2 10 6 N m 2

A Hooke-törvény a különböző hajtási alakváltozásokhoz igazítható. Vessünk egy pillantást a hajvágás deformációjára. A haj ilyen deformációja esetén a rugóerő arányos a haj elhajlásával.

A rúd végei két támaszon fekszenek, amelyek N → erővel hatnak a testre, amit a támasz normál reakcióerejének nevezünk. Miért normális? Mivel ez az erő egyenesen merőleges (normális) a felületre.

Amikor a fodrász az asztalon fekszik, a támasz normál reakciójának ereje függőlegesen felfelé egyenesre kerül, párhuzamosan a gravitációs erővel, ami ugyanilyen fontos.

A test ereje az az erő, amellyel támaszt ad.

A rugóerőt gyakran egy rugó nyújtásának és összenyomásának összefüggésében tekintik. Ez a legszélesebb fenék, amely gyakran nemcsak elméletben, hanem a gyakorlatban is átfedi egymást. A rugókat az erők nagyságához igazítják. Rögzítés, rendeltetése ehhez a próbapadhoz.

A dinamométer egy rugó, amelynek feszültsége erőegységekben van kalibrálva. A rugók jellemző ereje abban rejlik, hogy a Hooke-törvény rájuk stagnál a nagy életváltozás idejére.

Amikor egy rugót összenyomnak és megfeszítenek, a Hooke-törvény szerint rugóerők keletkeznek, amelyek arányosak a rugó feszültségének és merevségének változásával (k együttható).

A rugók hatására a feszítés és a feszítés a Hooke-törvény szerint nagyon szűk időközönként rendeződik. Így, ha a belső deformáció több mint 1%, az anyag visszafordíthatatlan elnevezéseket szenved - hosszadalmasság és tönkremenetel.

Ha szívességet jelölt meg a szövegben, nézze meg, és nyomja meg a Ctrl+Enter billentyűkombinációt

Mint megtudtuk, amikor a test deformálódik, erő keletkezik, természeténél fogva elektromos, amely a testet a csutka felé fordítja.

A "Newton másik törvénye" és a "Vimir of Forces. Dynamometer" leckéken megismerkedtünk a rugó deformálódása során fellépő erőkkel. Ezeket az erőket rugóerőknek nevezték. Most azt mondhatjuk, hogy a rugó ereje bármely test deformációja során keletkezik, és nem csak egy rugó; Minden test betöltheti a rugó szerepét!

Mivel a rugó ereje felfelé forgatja a testet a csutkáig, a deformáció során a testrészek elmozdulásának irányával szemben kiegyenesedik. Mivel például egy fodrászat, bármely rögzítés egyik vége (1. ábra), úgy megfeszül, hogy a részecskék a jobb oldali rögzített vég felé új elmozdulásban (2. ábra), rugóerő lép fel, kiegyenesedve. balra. Ha a vágást összenyomjuk, ahogy az a 3. ábrán látható, akkor a részecskék tovább tolódnak balra, és a rugóerő jobbra kiegyenesedik.

A rugóerő a test deformációja során fellépő, oldalán kiegyenesedő erő, amelyet az alakváltozás során a testrészek közvetlenül összenyomnak.

Jól látjuk azokat a rugóerőket, amelyek csak nyújtás vagy nyomó deformáció során lépnek fel.

Ha a „Vimir szilárdság. dinamométer” leckében a leírásokat nem rugóval, hanem például valamilyen nyíróval végeztük volna, akkor megállapodhattunk volna abban, hogy a nyírás kis deformációival (kicsi feszültségével kiegyenlítve)) rugóerő deformált rúd, valamint rugók arányosak a súlyával. Nos, a képlettel kifejezett Hooke-törvény igazságos, legyen szó bármilyen rugós testről az elmének, így a deformáció eltart egy kicsit. Az x alakváltozás a deformált test részeinek, tehát koordinátáinak kölcsönös mozgását jelenti. A Hooke-törvény azt is mutatja, hogy a rugóerő a deformált test szomszédos részeinek koordinátáiban rejlik.

De mit jelent magának a testnek a deformációja?

Vegyünk két kocsit, elöl megerősített puha gumizsákokkal (4. ábra). Egyenként dőljenek össze a szekerek, hogy megszűnjön a bűz. Ha a zacskók összetapadnak, megváltoztatják alakjukat és deformálódnak. Ugyanakkor fokozatosan változik a zsákokat összetartó viszkózus folyékonysága. Az a baj, hogy a kocsi megbotlik, majd az út közepén omladozni kezd, így a sietség megint elszáll. Nyilvánvaló, hogy a gyorsulás oka a rugóerő, amely a zsákok deformációja során lép fel. Ebből jól látható, hogy az alakváltozás azokon keresztül keletkezett, amelyeken a golyók nyomás után is sok órán keresztül nagyon egyenes vonalban morzsolódtak, mígnem az alakváltozáson keresztül felszabaduló rugóerő megállította őket. Ezt a deformációt követően a táskák, visszanyerve formájukat, elkezdték a szekereket a lefekvés irányába zuhanni. Amint az összes golyó visszanyerte alakját, megjelent a rugó ereje. Azt is mondhatjuk, hogy a táska deformálódásának oka az egyik alkatrész összeesése a másikból, az ezt követő deformáció pedig a rugóerő.

Ha most a gumigolyókat acélra cseréljük, és megismételjük a bizonyítékokat, akkor valószínűbb, hogy az eredmény ugyanaz lesz. A kocsik megbotlanak, csörömpölni kezdenek, majd összeesnek az út közepén. Ale mi most nem tudjuk megváltoztatni a táskák alakját, deformációját. Ez nem jelenti azt, hogy nincs deformáció. Még az acélzacskós kocsikat is ugyanúgy kezelik, mint a gumizsákos kocsikat. Az acélgolyókban azonban még kicsi a deformáció, és speciális eszközök nélkül nem jelölhetők (ez azt jelenti, hogy az acélgolyók sokkal merevebbek, alacsonyabbak, mint a gumigolyók).

Gyakran vannak azonosíthatatlan deformációk, és ezek a zavarok az ilyen deformációkból származnak. Ha például ránézünk egy könyvre, ami az asztalon hever, akkor természetesen nem vehetjük észre, hogy mind a könyv, mind az asztal kissé deformálódott. Magának az asztalnak a teljesen észrevehetetlen deformációja azonban egy rugóerő megjelenéséhez vezet, amely függőlegesen emelkedik ki, és megegyezik a Föld könyvének gravitációs erejével. Ezért marad békében a könyv. Amikor egy könyvet az asztalra teszünk, a Föld súlya függőlegesen lefelé kezd összeomlani, mint minden leeső test. Ennek tengelye az, hogy a könyv lecseréli azokat a részecskéket, amelyek az asztalon a vele összetapadó részeket alkotják. Az asztal deformálódik, és rugóerő lép fel, amely megegyezik a könyvnek a Földre ható gravitációs erejével, de felfelé kiegyenesedik.

Ugyanez mondható el erről a felfüggesztésről is. Ha egy testet rögzítünk az AK zsinór erős végéhez (5. ábra), akkor az F Földre ható gravitációs erő hatására az első nyomaték függőlegesen lefelé kezd esni a nyíl által jelzett irányba. Ebben az esetben a zsinór vége a testtel együtt lefelé mozog. Ennek eredményeként a zsinór rugalmassá válik és deformálódik. A furat deformációját a Fynp rugóerő okozza (6. ábra), egyenesen felfelé. A testre tehát két erő hat. A zuhanó test csutkáján kicsi a zsinór feszültsége, kicsi a rugóerő. Ahogy a test tovább halad lefelé, úgy nő a zsinór feszültsége, és ezzel párhuzamosan a rugóerő is nő. Ha a felfüggesztett test nyugalomban van, ez azt jelenti, hogy a rugóerő abszolút értékében megegyezik a testnek a Földre ható gravitációs erejével.

Mivel az AK zsinór puha gumiból készül, amelynek csekély keménysége, ezért a szemre helyezhető. Ha ez a zsinór egy nagy keménységű acélrúd, akkor olyan kicsi lesz, hogy csak speciális szerszámokkal lehet kimutatni. Azt a rugóerőt, amely a támaszték vagy a felfüggesztés oldaláról hat a testre, gyakran a támasz reakcióerejének vagy a felfüggesztés reakcióerejének (vagy a felfüggesztés feszültségének) nevezik.

Sok esetben a deformáció, ami rugóerő megjelenéséhez vezet, jó. Könnyen megjelölhető a spirálrugó és a gumizsinór feszessége. Mutasson rá a csonkra, hogy megmutassa, hogy a rugóerő akkor keletkezik, amikor a kölcsönös testek összekapcsolódnak. A test eldeformálódik, érthető módon örökre megsértődik.

A rugóerő fontos tulajdonsága abban rejlik, hogy egyenesen merőleges a kölcsönhatásban lévő testek testének felületére, és mivel a kölcsönhatás olyan testekben vesz részt, mint a hajtűk, zsinórok, spirálrugók, így a rugóerő minden tengely egyenes.

A természet az intermolekuláris kölcsönhatás makroszkopikus megnyilvánulása. A test nyújtásának/összenyomásának legegyszerűbb formájában a rugóerőt a hossz mentén kiegyenesítjük, amíg a testrészek a felületre merőlegesen el nem mozdulnak.

Az erővektor közvetlenül a test deformációjára (molekulák elmozdulására) irányul.

Hooke törvénye

Az egydimenziós rugós kis alakváltozások legegyszerűbb típusa esetén a rugóerő képlete így néz ki:

de - A test keménysége, - az alakváltozás mértéke.

Verbális megfogalmazásban a Hooke-törvény így hangzik:

A test deformációja során fellépő rugalmassági erő egyenesen arányos a test súlyával, és egyenesen arányos a test részecskéinek közvetlen mozgásával, hasonlóan a többi részecskéhez az alakváltozás során.

Nemlineáris deformációk

Amint az alakváltozás nagysága növekszik, a Hooke-törvény nem érvényesül, és a rugóerő kezd eltérni a nyújtás és összenyomás nagyságától.

Wikimédia Alapítvány. 2010.

Csodáld meg a „Tavasz hatalmát” más szótárakban:

Rugóerő- tavaszi energia - Témák: naftogaz ipar Szinonimák spring energy EN rugalmas energia… Műszaki fordítási tanácsadó

Rugóerő- tamprumo erő statusas t terület standartizacija ir metrologija apibrėžtis vidinės kūno jėgos, tvirtos prus tojo kūno) form… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Rugóerő- tamprumo jėga statusas T terület fizika atitikmenys: engl. rugalmas erő vok. elastische Kraft, f rus. rugóerő f; rugóerő f pranc. force élastique, f … Fizikos terminų žodynas

KÉNYSZERÍTÉS- A mechanikus infúzió világának vektorértéke a testre oldalról. hangerő, valamint intenzitás. fizikai folyamatok és területek. Az erők változnak: (1) S. Amper-erő, milyen hatással van a vezetőre és a dobra; közvetlen erővektor...... Nagy Politechnikai Enciklopédia

A "Power" ide kerül átirányításra; div. más jelentése is van. Erő Méretek LMT-2 A világ mértékegységei... Wikipédia

A "Power" ide kerül átirányításra; div. más jelentése is van. Erősség Méretek LMT-2 Egységek a világban SI newton ... Wikipédia

Főnév, g., upot. max. gyakran Morfológia: (nem) mi? erő, miért? erő, (bachu) mi? erő, miért? erőszakkal, miről? az erőről; pl. mit? erő, (nem) mi? erő, miért? erő, (bachu) mi? milyen erőt? erők, miről? az erőről 1. Az élők erejét erőnek nevezik... ... Tlumachny szótár Dmitrieva

A mechanika azon része, amely a nyomás hatására nyugvó vagy összeeső rugótestekben fellépő elmozdulásokat, alakváltozásokat és feszültségeket foglal magában. U. t. a tartósság, deformálhatóság és tartósság különbségeinek alapja a mindennapi életben, a jogban, a repülésben és... Fizikai enciklopédia

A mechanika azon része, amely a nyomás hatására nyugvó vagy összeeső rugótestekben fellépő elmozdulásokat, alakváltozásokat és feszültségeket foglal magában. U. t. elméleti. a deformáció alapja a szilárdság, a deformálhatóság és a tartósság lesz. dili,…… Fizikai enciklopédia

A mechanika felosztása (Div. Mechanics), amely magában foglalja az elmozdulásokat, alakváltozásokat és feszültségeket, amelyek a nyomás hatására nyugvó vagy összeeső rugótestekben jelentkeznek. t.t. elméleti alapjaértékre, alakváltozásra és... Nagy Radyanska Enciklopédia

Könyvek

• Tárcsázóasztal. fizika 7. évfolyam (20 tábla), . Az eredeti album 20 arkushból. fizikai mennyiségek. Fizikai mennyiségek változása. Budova beszéd. Molekulák. Diffúzió. Kölcsönös gravitáció és molekulák kölcsönhatása. Három beszédszó.
• Tárcsázóasztal. fizika Anyagi pont dinamikája és kinematikája (12. táblázat). Az eredeti album 12 arkushból. Newton törvényei. Az egyetemes gravitáció törvénye. A gravitációs erő. Rugóerő. Vaga tila. Dörzsölő erő. Ruhu törvény. Áthelyezés. Shvidkist. Egyenletesen egyenes...