Ελαστική αντοχή (Fαυτός) είναι η δύναμη που ασκείται σε σώμα που έχει ελαστικότητα, για παράδειγμα ελατήριο, καουτσούκ ή ελαστικό.
Αυτή η δύναμη καθορίζει επομένως την παραμόρφωση αυτού του σώματος όταν εκτείνεται ή συμπιέζεται. Αυτό θα εξαρτηθεί από την κατεύθυνση της εφαρμοζόμενης δύναμης.
Για παράδειγμα, ας σκεφτούμε ένα ελατήριο που συνδέεται με ένα στήριγμα. Εάν δεν υπάρχει δύναμη που να ενεργεί σε αυτό, λέμε ότι είναι σε ηρεμία. Με τη σειρά του, όταν τεντώσουμε αυτήν την άνοιξη, θα δημιουργήσει μια δύναμη προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Σημειώστε ότι η παραμόρφωση που υφίσταται το ελατήριο είναι ευθέως ανάλογη με την ένταση της ασκούμενης δύναμης. Έτσι, όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που εφαρμόζεται (P), τόσο μεγαλύτερη είναι η παραμόρφωση του ελατηρίου (x), όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα:
Τύπος αντοχής σε εφελκυσμό
Για τον υπολογισμό της ελαστικής δύναμης, χρησιμοποιούμε έναν τύπο που αναπτύχθηκε από τον Άγγλο επιστήμονα Robert Hooke (1635-1703), που ονομάζεται Ο νόμος του Hooke:
F = Κ. Χ
Οπου,
φά: δύναμη που ασκείται στο ελαστικό σώμα (N)
κ: ελαστική σταθερά (N / m)
Χ: παραλλαγή του ελαστικού σώματος (m)
Ελαστική σταθερά
Αξίζει να θυμόμαστε ότι η λεγόμενη «ελαστική σταθερά» καθορίζεται από τη φύση του υλικού που χρησιμοποιείται, καθώς και από τις διαστάσεις του.
Παραδείγματα
1. Ένα ελατήριο έχει ένα άκρο στερεωμένο σε ένα στήριγμα. Όταν ασκείτε δύναμη στο άλλο άκρο, αυτό το ελατήριο υφίσταται παραμόρφωση 5 m. Προσδιορίστε την ένταση της εφαρμοζόμενης δύναμης, γνωρίζοντας ότι η σταθερά ελατηρίου είναι 110 N / m.
Για να γνωρίζουμε τη δύναμη της δύναμης που ασκείται στην άνοιξη, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τον τύπο του Νόμου του Hooke:
F = Κ. Χ
F = 110. 5
F = 550 Β
2. Προσδιορίστε την παραλλαγή ενός ελατηρίου που έχει δύναμη δράσης 30N και η ελαστική σταθερά του είναι 300N / m.
Για να βρούμε την παραλλαγή που υπέστη η άνοιξη, χρησιμοποιούμε τον τύπο του Νόμου του Hooke:
F = Κ. Χ
30 = 300. Χ
x = 30/300
x = 0,1 μ
Ελαστική δυναμική ενέργεια
Η ενέργεια που σχετίζεται με την ελαστική δύναμη ονομάζεται ελαστική δυνητική ενέργεια. Έχει σχέση με το εργασία εκτελείται από την ελαστική δύναμη του σώματος που πηγαίνει από την αρχική θέση στην παραμορφωμένη θέση.
Ο τύπος για τον υπολογισμό της ελαστικής δυναμικής ενέργειας εκφράζεται ως εξής:
ΕΡκαι = Κχ2/2
Οπου,
ΕΡκαι: Ελαστική δυναμική ενέργεια
κ: ελαστική σταθερά
Χ: μέτρο ελαστικής παραμόρφωσης σώματος
Θέλετε να μάθετε περισσότερα; Διαβάστε επίσης:
- Δύναμη
- Δυναμική ενέργεια
- Ελαστική δυναμική ενέργεια
- Τύποι φυσικής
Εξετάσεις Ασκήσεις με Ανατροφοδότηση
1. (CFU) Ένα σωματίδιο, με μάζα m, που κινείται σε οριζόντιο επίπεδο, χωρίς τριβή, προσαρτάται σε ένα σύστημα ελατηρίου με τέσσερις διαφορετικούς τρόπους, όπως φαίνεται παρακάτω.
Όσον αφορά τις συχνότητες ταλάντωσης σωματιδίων, σημειώστε τη σωστή εναλλακτική λύση.
α) Οι συχνότητες στις περιπτώσεις II και IV είναι ίδιες.
β) Οι συχνότητες στις περιπτώσεις III και IV είναι ίδιες.
γ) Η υψηλότερη συχνότητα εμφανίζεται στην περίπτωση II.
δ) Η υψηλότερη συχνότητα εμφανίζεται στην περίπτωση Ι.
ε) Η χαμηλότερη συχνότητα εμφανίζεται στην περίπτωση IV.
Εναλλακτική λύση β) Οι συχνότητες στις περιπτώσεις III και IV είναι ίδιες.
2. (UFPE) Εξετάστε το σύστημα ελατηρίου-μάζας στο σχήμα, όπου m = 0,2 Kg και k = 8,0 N / m. Το μπλοκ πέφτει από απόσταση ίση με 0,3 m από τη θέση ισορροπίας του, επιστρέφοντας σε αυτό με ακριβώς μηδενική ταχύτητα, επομένως χωρίς να υπερβεί τη θέση ισορροπίας ακόμη και μία φορά. Υπό αυτές τις συνθήκες, ο συντελεστής κινητικής τριβής μεταξύ του μπλοκ και της οριζόντιας επιφάνειας είναι:
α) 1.0
β) 0,6
γ) 0,5
δ) 0,707
ε) 0,2
Εναλλακτική β) 0.6
3. (UFPE) Ένα αντικείμενο με μάζα M = 0,5 kg, υποστηριζόμενο σε οριζόντια επιφάνεια χωρίς τριβή, προσαρτάται σε ένα ελατήριο του οποίου η σταθερά ελαστικής δύναμης είναι K = 50 N / m. Το αντικείμενο τραβιέται για 10 cm και στη συνέχεια απελευθερώνεται, αρχίζοντας να ταλαντεύεται σε σχέση με την ισορροπημένη θέση. Ποια είναι η μέγιστη ταχύτητα του αντικειμένου, σε m / s;
α) 0,5
β) 1.0
γ) 2.0
δ) 5.0
ε) 7.0
Εναλλακτική β) 1.0
