Пружна міцність (Fвін) - сила, що діє на тіло, яке має пружність, наприклад, пружину, гуму або пружність.
Отже, ця сила визначає деформацію цього тіла, коли воно розтягується або стискається. Це буде залежати від напрямку прикладеної сили.
Як приклад, давайте подумаємо про пружину, прикріплену до опори. Якщо на це не діє сила, ми говоримо, що вона перебуває в стані спокою. У свою чергу, коли ми розтягнемо цю весну, це створить силу в зворотному напрямку.
Зверніть увагу, що деформація, спричинена пружиною, прямо пропорційна інтенсивності прикладеної сили. Таким чином, чим більша прикладена сила (P), тим більша деформація пружини (x), як видно на зображенні нижче:
Формула міцності на розрив
Для розрахунку сили пружності ми використовуємо формулу, розроблену англійським ученим Робертом Гуком (1635-1703), т.зв. Закон Гука:
F = K. х
Де,
F: сила, прикладена до пружного тіла (N)
К: постійна пружності (Н / м)
х: варіація еластичного тіла (м)
Пружна константа
Варто пам'ятати, що так звана "пружна константа" визначається природою використовуваного матеріалу, а також його розмірами.
Приклади
1. Пружина має один кінець, закріплений на опорі. Прикладаючи зусилля на іншому кінці, ця пружина зазнає деформації 5 м. Визначте інтенсивність прикладеної сили, знаючи, що константа пружини дорівнює 110 Н / м.
Щоб знати силу сили, що діє на пружину, ми повинні скористатися формулою закону Гука:
F = K. х
F = 110. 5
F = 550 н
2. Визначте варіацію пружини, яка має діючу силу 30 Н, а її постійна пружності 300 Н / м.
Щоб знайти варіацію, спричинену весною, ми використовуємо формулу закону Гука:
F = K. х
30 = 300. х
х = 30/300
x = 0,1 м
Пружна потенційна енергія
Енергія, пов'язана з пружною силою, називається пружною потенціальною енергією. Це пов'язано з робота виконується силою пружності тіла, яка переходить із початкового положення в деформоване.
Формула розрахунку пружної потенціальної енергії виражається наступним чином:
EPі = Kx2/2
Де,
EPі: еластична потенційна енергія
К: еластична константа
х: міра еластичної деформації тіла
Хочете знати більше? Читайте також:
- Сила
- Потенційна енергія
- Пружна потенційна енергія
- Формули фізики
Вправи з вступним іспитом із відгуками
1. (КОЕ) Частинка масою m, що рухається в горизонтальній площині без тертя, прикріплена до пружинної системи чотирма різними способами, показаними нижче.
Щодо частот коливань частинок, поставте галочку на правильній альтернативі.
а) Частоти у випадках II та IV однакові.
б) Частоти у випадках III та IV однакові.
в) Найвища частота спостерігається у випадку II.
г) Найвища частота трапляється у випадку I.
д) Найнижча частота спостерігається у випадку IV.
Альтернатива b) Частоти у випадках III та IV однакові.
2. (UFPE) Розглянемо систему пружини-маси на малюнку, де m = 0,2 кг і k = 8,0 Н / м. Блок опускається з відстані, що дорівнює 0,3 м, від свого положення рівноваги, повертаючись до нього з рівно нульовою швидкістю, отже, не виходячи за межі положення рівноваги жодного разу. За цих умов коефіцієнт кінетичного тертя між блоком і горизонтальною поверхнею становить:
а) 1,0
б) 0,6
в) 0,5
г) 0,707
д) 0,2
Альтернатива б) 0,6
3. (UFPE) Предмет масою M = 0,5 кг, який тримається на горизонтальній поверхні без тертя, прикріплений до пружини, константа пружної сили якої дорівнює K = 50 Н / м. Предмет витягують на 10 см, а потім відпускають, починаючи коливатися по відношенню до збалансованого положення. Яка максимальна швидкість об’єкта в м / с?
а) 0,5
б) 1,0
в) 2,0
г) 5,0
д) 7,0
Альтернатива б) 1.0
