THE ელასტიური ძალა და ძალა ელასტიური მასალების რეაქცია, რომელიც ეწინააღმდეგება გარე ძალას, რომელიც შეკუმშავს ან ჭიმავს მას. დრეკადობის ძალის ფორმულა ნათქვამია ჰუკის კანონი, რომელიც აკავშირებს ძალას ზამბარის დეფორმაციასთან. ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ მისი მნიშვნელობა დეფორმაციის პროდუქტის საშუალებით, რომელსაც განიცდის მასალის ელასტიური მუდმივი.
გაიგე მეტი: წონის ძალა — გრავიტაციული ძალა, რომელსაც წარმოქმნის მეორე მასიური სხეული
დაჭიმვის სიძლიერის შეჯამება
დრეკადობის ძალა განსაზღვრავს დეფორმაციას, რომელსაც განიცდის ზამბარა.
მისი გამოთვლა ხდება ჰუკის კანონის გამოყენებით.
ჰუკის კანონი ამბობს, რომ ძალა პროპორციულია ზამბარის დეფორმაციისა.
ჰუკის კანონი პირველად გამოჩნდა სახით ანაგრამა "ceiiinosssttuv", რაც ნიშნავს "ut tensio, sic vis" და ნიშნავს: "როგორც დეფორმაცია, ასევე ძალა".
ელასტიური მუდმივი ეხება ზამბარის დეფორმაციის სიმარტივეს ან სირთულეს და განისაზღვრება ელასტიური მასალის ზომებითა და ბუნებით.
ზამბარის ძალის მოქმედება განისაზღვრება ზამბარის მუდმივისა და ზამბარის დაძაბულობის კვადრატის ნამრავლით, ყველა გაყოფილი ორზე.
ელასტიური ძალის ფორმულაც და მისი სამუშაო აქვს უარყოფითი ნიშანი, რომელიც წარმოადგენს ძალის ტენდენციას ზამბარის მოძრაობის საწინააღმდეგოდ.
რა არის ელასტიური ძალა?
ელასტიური ძალა არის ძალა, რომელიც დაკავშირებულია ზამბარის ან სხვა მასალების დეფორმაციასთან, როგორიცაა რეზინები და რეზინის ზოლები. ის მოქმედებს სხეულის მიერ მიღებული ძალის საპირისპირო მიმართულებით. ანუ, თუ ზამბარას შეკუმშვისკენ უმიზნებთ, ის იგივე ძალას გააკეთებს, ოღონდ საპირისპირო მიმართულებით, მიზნად ისახავს დეკომპრესიას.
მისი გამოთვლა ხდება ჰუკის კანონის გამოყენებით, რომელიც გამოაცხადა 1678 წელს რობერტ ჰუკის (1635–1703) მიერ ანაგრამის „ceiiinosssttuv“ სახით, რათა შეინახოს თავისი ინფორმაცია. მხოლოდ ორი წლის შემდეგ მან გაიშიფრა როგორც "ut tensio, sic vis", რაც ნიშნავს "როგორც დეფორმაციას, ისე ძალას", რომელიც წარმოადგენს ძალასა და დეფორმაციას შორის არსებული პროპორციულობის ურთიერთობა.
→ ჰუკის კანონის ვიდეო
რა არის დრეკადობის ძალის ფორმულა?
ელასტიური ძალის ფორმულა, ანუ ჰუკის კანონი, გამოიხატება:
\(F_{el}=-\ k\bullet∆x\)
რაზე:
\(∆x=xf-xi\)
\(Ნაღველი}\): დრეკადობის ძალა, ანუ ძალა, რომელსაც ახდენს ზამბარა, რომელიც იზომება ნიუტონებში \([N]\).
კ: ზამბარის მუდმივი, იზომება [\(N/m\)].
\(∆x\): ზამბარის დეფორმაციის ცვლილება (ასევე უწოდებენ დრეკადობას), რომელიც იზომება მეტრებში [\(მ\)].
\(x_i\): წყაროს საწყისი სიგრძე, იზომება მეტრებში [\(მ\)].
\(x_f\): წყაროს საბოლოო სიგრძე, იზომება მეტრებში [\(მ\)].
Მნიშვნელოვანი: უარყოფითი ნიშანი ფორმულაში არსებობს იმის გამო, რომ ძალა ეწინააღმდეგება სხეულის გადაადგილებას, მიზნად ისახავს სისტემის წონასწორობას, როგორც ეს მოცემულია ქვემოთ მოცემულ სურათზე 2.
თუმცა, თუ \(F_{el}>0\) ამისთვის \(x<0\), როგორც ფიგურაში 1, არის ზამბარის შეკუმშვა. უკვე არის \(F_{el}<0\) ამისთვის \(x>0\), როგორც მე-3 სურათზე, ზამბარა დაჭიმულია.
→ ელასტიური მუდმივი
ზამბარის მუდმივი განსაზღვრავს ზამბარის სიმყარეს, ანუ რამდენი ძალაა საჭირო ზამბარის დეფორმაციისთვის. მისი ღირებულება დამოკიდებულია ექსკლუზიურად მასალის ბუნებაზე, რომელშიც დამზადდა და მისი ზომები. ამიტომ, რაც უფრო დიდია ზამბარის მუდმივი, მით უფრო რთულია მისი დეფორმაცია.
ელასტიური ძალის მუშაობა
ყველა ძალა მუშაობს. ასე რომ, ძალის მუშაობა ელასტიური გვხვდება ფორმულის გამოყენებით:
\(W_{el}=-\მარცხნივ(\frac{{k\bullet x_f}^2}{2}-\frac{{k\bullet x_i}^2}{2}\right)\)
იმის ვარაუდით, რომ xმე=0 და რეკავს xვ in x, ჩვენ გვაქვს მისი ყველაზე ცნობილი ფორმა:
\(W_{el}=-\frac{{k\bullet x}^2}{2}\)
\(W_{el}\): ელასტიური ძალის მუშაობა, გაზომილი ჯოულებში [ჯ].
კ: ზამბარის მუდმივი, იზომება [არა/მ].
\(x_i\): წყაროს საწყისი სიგრძე, იზომება მეტრებში [მ].
\(x_f\) ან x: წყაროს საბოლოო სიგრძე, იზომება მეტრებში [მ].
წაიკითხეთ ასევე: დაჭიმვის ძალა - ძალა, რომელიც გამოიყენება თოკებზე ან მავთულებზე
როგორ გამოვთვალოთ დრეკადობის ძალა?
მათემატიკური თვალსაზრისით გამოითვლება დრეკადობის ძალა მისი ფორმულით და როცა ვმუშაობთ ზამბარებთან. ქვემოთ ვნახავთ მაგალითს, თუ როგორ გამოვთვალოთ ზამბარის ძალა.
მაგალითი:
იმის ცოდნა, რომ ზამბარის ზამბარის მუდმივი უდრის 350 ნ/მ, განსაზღვრეთ ძალა, რომელიც საჭიროა ზამბარის დეფორმაციისთვის 2,0 სმ-ით.
რეზოლუცია:
ჩვენ გამოვთვლით ზამბარის დეფორმაციისთვის საჭირო ძალას ჰუკის კანონის გამოყენებით:
\(F_{el}=k\პუნქტი x\)
2 სმ-იანი დაძაბულობის მეტრებად გარდაქმნა და ზამბარის მუდმივის მნიშვნელობის შეცვლა:
\(F_{el}=350\bullet0.02\)
\(F_{el}=7\ N\)
დრეკადობის ძალაზე ამოხსნილი სავარჯიშოები
კითხვა 1
10 ნ ძალით შეკუმშვისას ზამბარა იცვლის სიგრძეს 5 სმ-ით (0,05 მ). ამ წყაროს ზამბარის მუდმივა N/m-ში არის დაახლოებით:
ა) 6,4 ნ/მ
ბ) 500 ნ/მ
გ) 250 ნ/მ
დ) 200 ნ/მ
ე) 12,8 ნ/მ
რეზოლუცია:
ალტერნატივა D
ჩვენ გავაკეთებთ გამოთვლას ჰუკის კანონის გამოყენებით:
\(F_{el}=k\პუნქტი x\)
\(10=k\bullet0.05\)
\(k=\frac{10}{0.05}\)
\(k=200\ N/m\)
კითხვა 2
ზამბარის მუდმივი ზამბარა 500 ნ/მ დაჭერილია 50 ნ ძალით. ამ ინფორმაციის საფუძველზე გამოთვალეთ რა არის სანტიმეტრებში დეფორმაცია, რომელსაც განიცდის ზამბარა ამ ძალის გამოყენების გამო.
ა) 100
ბ) 15
გ)0.1
დ) 1000
ე) 10
რეზოლუცია:
ალტერნატივა ე
ჩვენ გამოვთვლით ზამბარის დეფორმაციას ჰუკის კანონის გამოყენებით:
\(F_{el}=k\პუნქტი x\)
\(50=500\პუნქტი x\)
\(x=\frac{50}{500}\)
\(x=0.1\ მ\)
\(x=10\ სმ\)
პამელა რაფაელა მელოს მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი
