Elastik mukavemet (Fo), örneğin bir yay, lastik veya elastik gibi esnekliğe sahip bir gövdeye uygulanan kuvvettir.
Dolayısıyla bu kuvvet, bu cismin gerildiğinde veya sıkıştığında deformasyonunu belirler. Bu uygulanan kuvvetin yönüne bağlı olacaktır.
Örnek olarak, bir desteğe bağlı bir yayı düşünelim. Üzerine etki eden bir kuvvet yoksa hareketsizdir deriz. Sırasıyla bu yayı gerdiğimizde ters yönde bir kuvvet oluşturacaktır.
Yayın maruz kaldığı deformasyonun, uygulanan kuvvetin yoğunluğu ile doğru orantılı olduğunu unutmayın. Bu nedenle, uygulanan kuvvet (P) ne kadar büyük olursa, aşağıdaki resimde görüldüğü gibi yayın (x) deformasyonu o kadar büyük olur:
çekme mukavemeti formülü
Elastik kuvveti hesaplamak için İngiliz bilim adamı Robert Hooke (1635-1703) tarafından geliştirilen bir formül kullanıyoruz. Hook kanunu:
F = K. x
Nerede,
F: elastik gövdeye uygulanan kuvvet (N)
K: elastik sabit (N/m)
x: elastik cismin maruz kaldığı varyasyon (m)
elastik sabit
Sözde "elastik sabit"in, kullanılan malzemenin doğasına ve boyutlarına göre belirlendiğini hatırlamakta fayda var.
Örnekler
1. Bir yayın bir desteğe sabitlenmiş bir ucu vardır. Diğer uca kuvvet uygulandığında bu yay 5 m deformasyona uğrar. Yay sabitinin 110 N/m olduğunu bilerek, uygulanan kuvvetin yoğunluğunu belirleyin.
Yaya uygulanan kuvvetin gücünü bilmek için Hooke Yasası formülünü kullanmalıyız:
F = K. x
F = 110. 5
F = 550 K
2. Etki kuvveti 30N ve elastik sabiti 300N/m olan bir yayın değişimini belirleyin.
Yayın maruz kaldığı değişimi bulmak için Hooke Yasası formülünü kullanırız:
F = K. x
30 = 300. x
x = 30/300
x = 0.1 m
Elastik potansiyel enerji
Elastik kuvvetle ilişkili enerjiye esneklik potansiyel enerjisi denir. ile ilgilidir iş vücudun ilk konumundan deforme konumuna geçen elastik kuvveti tarafından gerçekleştirilir.
Elastik potansiyel enerjiyi hesaplama formülü aşağıdaki gibi ifade edilir:
EPve = Kx2/2
Nerede,
EPve: elastik potansiyel enerji
K: elastik sabit
x: elastik gövde deformasyonunun ölçüsü
Daha fazlasını öğrenmek ister misiniz? Siz de okuyun:
- güç
- Potansiyel enerji
- Elastik potansiyel enerji
- Fizik Formülleri
Geri Bildirimli Giriş Sınavı Alıştırmaları
1. (CFU) Kütlesi m olan, yatay düzlemde sürtünmesiz hareket eden bir parçacık, aşağıda gösterildiği gibi bir yay sistemine dört farklı şekilde bağlanır.
Parçacık salınım frekansları ile ilgili olarak doğru alternatifi işaretleyin.
a) II ve IV durumlarındaki frekanslar aynıdır.
b) III ve IV durumlarındaki frekanslar aynıdır.
c) En yüksek frekans durum II'de meydana gelir.
d) En yüksek frekans I durumunda meydana gelir.
e) En düşük frekans IV durumunda meydana gelir.
Alternatif b) III ve IV durumlarındaki frekanslar aynıdır.
2. (UFPE) Şekilde m = 0,2 Kg ve k = 8,0 N/m olan yay kütle sistemini göz önünde bulundurun. Blok, denge konumundan 0,3 m'ye eşit bir mesafeden düşürülerek, tam olarak sıfır hızla, dolayısıyla denge konumunu bir kez bile aşmadan geri dönüyor. Bu koşullar altında, blok ile yatay yüzey arasındaki kinetik sürtünme katsayısı:
a) 1.0
b) 0.6
c) 0,5
d) 0.707
e) 0.2
Alternatif b) 0,6
3. (UFPE) Yatay bir yüzey üzerinde sürtünmesiz olarak desteklenen M = 0,5 kg kütleli bir cisim, elastik kuvvet sabiti K = 50 N/m olan bir yaya bağlanmıştır. Cisim 10 cm çekilir ve serbest bırakılır, dengeli konuma göre salınım yapmaya başlar. Cismin m/s cinsinden maksimum hızı nedir?
a) 0,5
b) 1.0
c) 2.0
d) 5.0
e) 7.0
Alternatif b) 1.0
