Selgitame, mis on elastsus füüsikas ja milline on selle omaduse valem. Samuti näited ja elastsed materjalid.
Mis on elastsus füüsikas?
Kui sissefüüsiline Me räägime elastsusest, me viitame teatud materjalide omadusele deformeeruda neile mõjuva välisjõu mõjul ja seejärel taastada oma algne kuju, kui see jõud kaob. Seda tüüpi käitumist tuntakse kui pöörduvad deformatsioonid võikujumälu.
Kõik materjalid ei ole elastsed ja need, mis purunevad, killustuvad või jäävad deformatsiooniks pärast nende toimimist jõudu välised pole lihtsalt üldse elastsed.
Elastsuse põhimõtteid uurib deformeeritavate tahkete ainete mehaanika vastavalt elastsuse teooriale, mis selgitab, kuidas tahke see deformeerub või liigub vastusena teda mõjutavatele välisjõududele.
Seega, kui need deformeeritavad tahked ained saavad nimetatud välisjõu, deformeeruvad nad ja akumuleerivad teatud hulga elastset potentsiaalset energiat ja seega ka siseenergiat.
Nimetatud energia pärast deformatsioonijõu eemaldamist sunnib tahket keha taastama oma kuju ja muutuma Kineetiline energia, pannes selle liikuma või vibreerima.
Välisjõu suurus ja deformeerunud objekti elastsuskoefitsiendid on sellised, mis võimaldavad arvutada deformatsiooni suurust, elastsusreaktsiooni suurust ja akumuleeritud pinget. protsessi.
Elastsuse valem füüsikas
Kui elastsele materjalile rakendatakse jõudu, siis see deformeerub või surub kokku. Selle eest mehaanika, on fakti juures oluline pindalaühiku kohta rakendatud jõu suurus, mida me nimetame pingutus (σ).
Aine venimise või kokkusurumise astet nimetame deformatsiooniks (ϵ) ja arvutame selle pikkuse jagadesliikumine tahke aine (ΔL) algpikkuse (L0) võrra, mis on: ϵ = ΔL / L 0.
Teisest küljest on üks peamisi elastsuse nähtust reguleerivaid seadusiHooke'i seadus. Selle seaduse sõnastas XVII sajandil füüsik Robert Hooke, kui ta uuris vedru ja mõistis, et selle kokkusurumiseks vajalik jõud on võrdeline selle pikenemise muutumisega selle jõu rakendamisel.
See seadus on sõnastatud järgmiselt: F = ˗k.x kus F on jõud, x on pikkus kokkusurumine või pikenemine ja k proportsionaalsuskonstant (vedrukonstant), mida väljendatakse njuutonites meetrites (N / m).
Lõpuks,potentsiaalne energia Elastsusjõuga seotud elastsust esitatakse valemiga: Ep (x) = ½. k.x2.
Elastsuse näited füüsikas
Materjalide elastsus on omadus, mida testime iga päev. Mõned näited on järgmised:
- Vedrud Vedrud, mis on teatud nuppude all või lükkavad leiba valmimisel röstrist üles, töötavad elastse pinge alusel: need surutakse kokku ja akumuleerivad potentsiaalset energiat, seejärel vabanevad ja taastavad oma kuju leiba visates. üles.röstitud.
- Nupud. Teleri kaugjuhtimispuldi nupud töötavad tänu neid moodustava materjali elastsusele, kuna neid saab meie sõrmede jõul kokku suruda, aktiveerides all oleva vooluringi ja seejärel taastades oma algse asendi (ahelat ei aktiveerita kohe ), valmis uuesti vajutamiseks.
- Kumm. Vaik, millest kummi või närimiskummi valmistatakse, on ülimalt elastne, kuni selleni, et saame selle hammaste vahel kokku suruda või õhuga täites ja pommi tehes laiendada, eeldades, et see säilitab enam-vähem esialgse kuju.
- Rehvid. Lennuk, auto, mootorratas töötavad kummi elastsuse alusel, mis on kord täis pumbatud. õhku, võib see taluda kogu sõiduki tohutut raskust ja veidi deformeeruda, kuid kaotamata oma kujumälu, avaldades seega vastupidavus ja hoiab sõiduki rippumas.
Elastsed materjalid
Elastseid materjale, mis on võimelised taastama oma esialgse kuju pärast osalist või täielikku deformatsiooni, on palju: kumm, kumm, nailon, lükra, lateks, närimiskumm, vill, silikoon, vahtkumm, grafeen, klaaskiud, plastist, köis muu hulgas.
Need materjalid on töötlevas tööstuses ülimalt kasulikud, kuna neist saab valmistada hulgaliselt rakendusi ja praktilise kasutuse objekte.