Упругая прочность (Fон) - это сила, действующая на упругое тело, например пружина, резина или резинка.
Таким образом, эта сила определяет деформацию этого тела при его растяжении или сжатии. Это будет зависеть от направления приложенной силы.
В качестве примера давайте представим пружину, прикрепленную к опоре. Если на него не действует сила, мы говорим, что он находится в состоянии покоя. В свою очередь, когда мы растягиваем эту пружину, она создает силу в противоположном направлении.
Обратите внимание, что деформация пружины прямо пропорциональна интенсивности приложенной силы. Таким образом, чем больше приложенная сила (P), тем больше деформация пружины (x), как показано на изображении ниже:
Формула прочности на разрыв
Для расчета силы упругости воспользуемся формулой английского ученого Роберта Гука (1635-1703), получившей название Закон Гука:
F = К. Икс
Где,
F: сила, приложенная к упругому телу (Н)
K: упругая постоянная (Н / м)
Икс: изменение, которое испытывает упругое тело (м)
Упругая постоянная
Следует помнить, что так называемая «постоянная упругости» определяется природой используемого материала, а также его размерами.
Примеры
1. Пружина одним концом прикреплена к опоре. При приложении силы к другому концу пружина деформируется на 5 м. Определите интенсивность приложенного усилия, зная, что жесткость пружины составляет 110 Н / м.
Чтобы узнать силу силы, действующей на пружину, мы должны использовать формулу закона Гука:
F = К. Икс
F = 110. 5
F = 550 с.ш.
2. Определите вариацию пружины, которая имеет действующую силу 30 Н и ее постоянную упругости 300 Н / м.
Чтобы найти вариацию, испытываемую пружиной, мы используем формулу закона Гука:
F = К. Икс
30 = 300. Икс
х = 30/300
х = 0,1 м
Упругая потенциальная энергия
Энергия, связанная с упругой силой, называется упругой потенциальной энергией. Это связано с Работа осуществляется за счет упругой силы тела, переходящей из исходного положения в деформированное.
Формула для расчета упругой потенциальной энергии выражается следующим образом:
EPа также = Kx2/2
Где,
EPа также: упругая потенциальная энергия
K: упругая постоянная
Икс: мера упругой деформации тела
Хотите узнать больше? Читайте тоже:
- Сила
- Потенциальная энергия
- Упругая потенциальная энергия
- Физические формулы
Упражнения для вступительных экзаменов с обратной связью
1. (КОЕ) Частица с массой m, движущаяся в горизонтальной плоскости без трения, прикрепляется к пружинной системе четырьмя различными способами, показанными ниже.
Что касается частот колебаний частиц, отметьте правильный вариант.
а) Частоты в случаях II и IV одинаковы.
б) Частоты в случаях III и IV одинаковы.
c) Наибольшая частота встречается в случае II.
г) Наибольшая частота наблюдается в случае I.
д) Самая низкая частота встречается в случае IV.
Альтернатива b) Частоты в случаях III и IV одинаковы.
2. (UFPE) Рассмотрим систему пружина-масса на рисунке, где m = 0,2 кг и k = 8,0 Н / м. Блок сбрасывается с расстояния 0,3 м от его положения равновесия, возвращаясь к нему с точно нулевой скоростью, следовательно, не выходя из положения равновесия ни разу. В этих условиях коэффициент кинетического трения между блоком и горизонтальной поверхностью составляет:
а) 1.0
б) 0,6
в) 0,5
г) 0,707
д) 0,2
Альтернатива б) 0,6
3. (UFPE) Объект массой M = 0,5 кг, поддерживаемый на горизонтальной поверхности без трения, прикрепляется к пружине, постоянная упругой силы которой составляет K = 50 Н / м. Объект тянется на 10 см, а затем отпускается, начиная колебаться относительно сбалансированного положения. Какова максимальная скорость объекта в м / с?
а) 0,5
б) 1.0
в) 2,0
г) 5.0
д) 7,0
Альтернатива б) 1.0
