ТХЕ еластична сила анд тхе сила реакција еластичних материјала, што је супротно спољашњој сили која га сабија или растеже. Формула за еластичну силу је наведена по Хоокеов закон, који везује силу са деформацијом опруге. Дакле, његову вредност можемо пронаћи кроз производ деформације коју је претрпела еластична константа материјала.
Знате више: Сила тежине — гравитациона сила коју производи друго масивно тело
Резиме затезне чврстоће
Сила еластичности одређује деформацију коју је претрпела опруга.
Његово израчунавање се врши коришћењем Хуковог закона.
Хуков закон каже да је сила пропорционална деформацији опруге.
Хуков закон се први пут појавио у облику анаграм „цеиииносссттув“, што значи „ут тенсио, сиц вис“ и значи: „Као деформација, тако и сила“.
Константа еластичности се бави лакоћом или тешкоћом деформисања опруге и дефинисана је димензијама и природом еластичног материјала.
Рад силе опруге је одређен производом константе опруге и квадрата напрезања опруге, све подељено са два.
И формула еластичне силе и њена
посао имају негативан предзнак, који представља тежњу силе да буде супротна кретању опруге.
Шта је еластична сила?
Сила еластичности је сила повезана са деформацијом опруге или других материјала, као што су гуме и гумене траке. Делује у супротном смеру од силе коју прима тело. То јест, ако притиснемо опругу у циљу њеног сабијања, она ће учинити исту силу, али у супротном смеру, циљајући на њену декомпресију.
Његово израчунавање је направљено коришћењем Хуковог закона, који је 1678. године изрекао Роберт Хук (1635–1703) у облику анаграма „цеиииносссттув“, како би своје информације резервисао за себе. Тек после две године дешифровао га је као „ут тенсио, сиц вис”, што значи „као деформација, тако сила”, што представља однос пропорционалности који постоји између силе и деформације.
→ Видео о Хоокеовом закону
Која је формула за еластичну силу?
Формула еластичне силе, односно Хуков закон, изражава се:
\(Ф_{ел}=-\ к\буллет∆к\)
На шта:
\(∆к=кф-ки\)
\(Галл}\): сила еластичности, односно сила којом делује опруга, мерена у Њутнима \([Н]\).
к: константа опруге, мерена у [\(Н/м\)].
\(∆к\): промена деформације опруге (која се назива и елонгација), мерена у метрима [\(м\)].
\(к_и\): почетна дужина опруге, мерена у метрима [\(м\)].
\(к_ф\): коначна дужина опруге, мерена у метрима [\(м\)].
Важно: Негативан предзнак у формули постоји зато што сила тежи да се супротстави померању тела, циљајући на равнотежу система, као на слици 2 испод.
Међутим, ако \(Ф_{ел}>0\) за \(к<0\), као на слици 1, постоји компресија опруге. Већ јесте \(Ф_{ел}<0\) за \(к>0\), као на слици 3, опруга је растегнута.
→ Еластична константа
Константа опруге одређује крутост опруге, односно колика је сила потребна да би се опруга деформисала. Његова вредност зависи искључиво од природе материјала у коме је израђена и његових димензија. дакле, што је већа константа опруге, то је теже деформисати.
рад еластичне силе
Свака сила ради. Дакле, рад снаге еластичност се налази помоћу формуле:
\(В_{ел}=-\лефт(\фрац{{к\буллет к_ф}^2}{2}-\фрац{{к\буллет к_и}^2}{2}\десно)\)
Претпостављајући да Икси=0 и позивање Иксф ин Икс, имамо његов најпознатији облик:
\(В_{ел}=-\фрац{{к\буллет к}^2}{2}\)
\(В_{ел}\): рад еластичне силе, мерен у џулима [Ј].
к: константа опруге, мерена у [Не/м].
\(к_и\): почетна дужина опруге, мерена у метрима [м].
\(к_ф\) или Икс: коначна дужина опруге, мерена у метрима [м].
Прочитајте такође: Затезна сила — сила која се примењује на ужад или жице
Како израчунати еластичну силу?
Са математичке тачке гледишта, израчунава се еластична сила кроз своју формулу и кад год радимо са опругама. У наставку ћемо видети пример како израчунати силу опруге.
Пример:
Знајући да је константа опруге једнака 350 Н/м, одредите силу која је потребна за деформисање опруге за 2,0 цм.
Резолуција:
Израчунаћемо силу потребну за деформисање опруге користећи Хуков закон:
\(Ф_{ел}=к\метак к\)
Трансформисање деформације од 2 цм у метре и замена вредности константе опруге:
\(Ф_{ел}=350\буллет0.02\)
\(Ф_{ел}=7\ Н\)
Вежбе решене на еластичну силу
Питање 1
Када се притисне силом од 10 Н, опруга мења своју дужину за 5 цм (0,05 м). Константа опруге ове опруге, у Н/м, износи око:
А) 6,4 Н/м
Б) 500 Н/м
Ц) 250 Н/м
Д) 200 Н/м
Е) 12,8 Н/м
Резолуција:
Алтернатива Д
Израчунаћемо користећи Хуков закон:
\(Ф_{ел}=к\метак к\)
\(10=к\буллет0.05\)
\(к=\фрац{10}{0,05}\)
\(к=200\ Н/м\)
питање 2
Опруга константне опруге од 500 Н/м притиснута је силом од 50 Н. На основу ових података израчунајте колика је, у центиметрима, деформација коју је опруга претрпела услед примене ове силе.
А) 100
Б) 15
Ц)0.1
Д) 1000
Е) 10
Резолуција:
Алтернатива Е
Израчунаћемо деформацију опруге користећи Хуков закон:
\(Ф_{ел}=к\метак к\)
\(50=500\буллет к\)
\(к=\фрац{50}{500}\)
\(к=0,1\ м\)
\(к=10\ цм\)
Памела Рафаела Мело
наставник физике