የላስቲክ ሃይል ሁክ የህግ መልእክት። ለተለያዩ የመበላሸት ዓይነቶች የ ሁክ ህግ ማውጣት

በዚህ ቀመር ውስጥ ያለው Coefficient E ይባላል የወጣቶች ሞጁሎች. የወጣቶች ሞጁሎች በእቃዎቹ ባህሪያት ላይ ብቻ የሚመረኮዙ ሲሆን በአካሉ መጠን እና ቅርፅ ላይ የተመካ አይደለም. ለተለያዩ ቁሳቁሶች የወጣት ሞጁል በስፋት ይለያያል. ለአረብ ብረት, ለምሳሌ, E ≈ 2 · 10 11 N / m 2, እና የጎማ E ≈ 2 · 10 6 N / m 2, ማለትም, አምስት ትዕዛዞች ያነሰ.

የ ሁክ ህግ ይበልጥ ውስብስብ በሆኑ የተዛባ ለውጦች ጉዳይ ላይ ሊጠቃለል ይችላል። ለምሳሌ, መቼ መታጠፍ መበላሸትየመለጠጥ ኃይል ከዱላ ማዞር ጋር ተመጣጣኝ ነው, ጫፎቹ በሁለት ድጋፎች ላይ ይተኛሉ (ምስል 1.12.2).

ምስል 1.12.2. የመታጠፍ ቅርጽ.

ከድጋፍ (ወይም እገዳ) ጎን በሰውነት ላይ የሚሠራው የመለጠጥ ኃይል ይባላል የመሬት ምላሽ ኃይል. ሰውነቶቹ ሲገናኙ, የድጋፍ ምላሽ ኃይል ይመራል ቀጥ ያለየመገናኛ ቦታዎች. ለዚህም ነው ብዙውን ጊዜ ጥንካሬ ተብሎ የሚጠራው መደበኛ ግፊት. አንድ አካል በአግድመት በማይንቀሳቀስ ጠረጴዛ ላይ ቢተኛ የድጋፍ ምላሽ ኃይል በአቀባዊ ወደ ላይ ይመራል እና የስበት ኃይልን ያስተካክላል-ሰውነቱ በጠረጴዛው ላይ የሚሠራበት ኃይል ይባላል የሰውነት ክብደት.

በቴክኖሎጂ, ጠመዝማዛ ቅርጽ ያለው ምንጮች(ምስል 1.12.3). ምንጮች ሲዘረጉ ወይም ሲጨመቁ፣ የመለጠጥ ሃይሎች ይነሳሉ፣ እነዚህም የሆክን ህግ ያከብራሉ። Coefficient k ይባላል የፀደይ ጥንካሬ. በሆክ ህግ ተፈጻሚነት ገደብ ውስጥ ምንጮች ርዝመታቸውን በእጅጉ ለመለወጥ ይችላሉ። ስለዚህ, ብዙውን ጊዜ ኃይሎችን ለመለካት ያገለግላሉ. ውጥረቱ በኃይል ክፍሎች የሚለካ ምንጭ ይባላል ዲናሞሜትር. ፀደይ ሲወጠር ወይም ሲጨመቅ ውስብስብ የቶርሺን እና የመታጠፍ ለውጦች በጥቅሉ ውስጥ እንደሚፈጠሩ መታወስ አለበት።

ምስል 1.12.3. የፀደይ ማራዘሚያ መበላሸት.

እንደ ምንጮች እና እንደ አንዳንድ ላስቲክ ቁሶች (ለምሳሌ ጎማ) የመለጠጥ ዘንጎች (ወይም ሽቦዎች) የመጠንጠንጠን ወይም የተጨመቁ ቅርጻ ቅርጾች የየሁክ መስመራዊ ህግን በጣም ጠባብ በሆነ ገደብ ያከብራሉ። ለብረታ ብረት, አንጻራዊ መበላሸት ε = x / l ከ 1% መብለጥ የለበትም. በትላልቅ ቅርጾች, የማይመለሱ ክስተቶች (ፈሳሽ) እና የቁሳቁስ መጥፋት ይከሰታሉ.

§ 10. የመለጠጥ ኃይል. ሁክ ህግ

የተበላሹ ዓይነቶች

መበላሸትየሰውነት ቅርጽ, መጠን ወይም መጠን ለውጥ ይባላል. የሰውነት መበላሸት በሰውነት ላይ በሚተገበሩ የውጭ ኃይሎች ምክንያት ሊከሰት ይችላል.
በሰውነት ላይ የውጭ ኃይሎች እርምጃ ካቆሙ በኋላ ሙሉ በሙሉ የሚጠፉ ለውጦች ይባላሉ ላስቲክ, እና ውጫዊ ኃይሎች በሰውነት ላይ እርምጃ መውሰድ ካቆሙ በኋላ እንኳን የሚቀጥሉ ለውጦች - ፕላስቲክ.
መለየት የመለጠጥ ውጥረትወይም መጭመቅ(አንድ-ጎን ወይም አጠቃላይ) መታጠፍ, ቶርሽንእና ፈረቃ.

ተጣጣፊ ኃይሎች

አንድ ጠንካራ አካል ሲበላሽ በክሪስታል ጥልፍልፍ መስቀለኛ መንገድ ላይ የሚገኙት ቅንጣቶቹ (አተሞች፣ ሞለኪውሎች፣ ions) ከተመጣጣኝ ቦታቸው ይፈናቀላሉ። ይህ መፈናቀል በጠንካራ አካል ቅንጣቶች መካከል ባለው መስተጋብር ኃይል ይቋቋማል፣ እነዚህ ቅንጣቶች እርስ በርሳቸው በተወሰነ ርቀት ላይ እንዲቆዩ ያደርጋል። ስለዚህ, ከማንኛውም አይነት የመለጠጥ ቅርጽ ጋር, በሰውነት ውስጥ መበላሸትን የሚከላከሉ ውስጣዊ ኃይሎች ይነሳሉ.

በሰውነት ውስጥ የመለጠጥ ለውጥ በሚፈጠርበት ጊዜ የሚነሱ ኃይሎች እና በሰውነት ውስጥ በተፈጠሩት የአካል ክፍሎች ላይ በተፈጠሩት የአካል ክፍሎች መፈናቀል አቅጣጫ ላይ የሚመሩ ኃይሎች የመለጠጥ ኃይሎች ይባላሉ። የላስቲክ ሃይሎች በተበላሸ የሰውነት ክፍል ውስጥ እንዲሁም ከሰውነት ጋር በሚገናኙበት ጊዜ የሰውነት መበላሸትን ያስከትላል። የአንድ ወገን ውጥረት ወይም መጨናነቅ በሚፈጠርበት ጊዜ የመለጠጥ ኃይል ከውጭው ኃይል በሚሠራበት ቀጥተኛ መስመር ላይ ይመራል ፣ ይህም የሰውነት አካል መበላሸትን ያስከትላል ፣ ከዚህ ኃይል አቅጣጫ ተቃራኒ እና ከሰውነት ወለል ጋር። የመለጠጥ ኃይሎች ተፈጥሮ ኤሌክትሪክ ነው.

በአንድ ወገን ውጥረት እና በጠንካራ አካል መጨናነቅ ወቅት የመለጠጥ ሃይሎች መከሰት ሁኔታን እንመለከታለን።

ሁክ ህግ

የመለጠጥ ሃይል እና የሰውነት የመለጠጥ ቅርጽ (በትንንሽ ለውጦች) መካከል ያለው ግንኙነት በኒውተን ዘመናዊ በእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ሁክ በሙከራ የተመሰረተ ነው። የአንድ ወገን ውጥረት (መጭመቅ) መበላሸት የ ሁክ ህግ የሂሳብ አገላለጽ መልክ አለው።

የት f የመለጠጥ ኃይል; x - የሰውነት ማራዘሚያ (የሰውነት መበላሸት); k ግትርነት ተብሎ በሚጠራው የሰውነት መጠን እና ቁሳቁስ ላይ በመመስረት የተመጣጣኝ ቅንጅት ነው። የግትርነት SI አሃድ ኒውተን በአንድ ሜትር (N/m) ነው።

ሁክ ህግለአንድ-ጎን ውጥረት (መጭመቅ) እንደሚከተለው ተዘጋጅቷል- የሰውነት መበላሸት በሚፈጠርበት ጊዜ የሚፈጠረው የመለጠጥ ኃይል ከዚህ አካል ማራዘም ጋር ተመጣጣኝ ነው።

የሆክ ህግን የሚያሳይ ሙከራን እንመልከት። የሲሊንደሪክ ጸደይ የሲሜትሪ ዘንግ ከቀጥታ መስመር አክስ ጋር ይመሳሰል (ምስል 20, ሀ). የፀደይ አንድ ጫፍ በ A ነጥብ ላይ ባለው ድጋፍ ውስጥ ተስተካክሏል, ሁለተኛው ደግሞ ነፃ ነው እና አካሉ M ከእሱ ጋር ተያይዟል. የፀደይ የነጻውን ጫፍ አቀማመጥ የሚወስነው የማስተባበር x አመጣጥ.

የነጻው ፍጻሜው ነጥብ D ላይ እንዲሆን ምንጩን እንዘርጋው፡ አስተባባሪው x>0፡ በዚህ ጊዜ ጸደይ በሰውነት M ላይ በሚለጠጥ ኃይል ይሠራል።

የነጻው መጨረሻ ነጥብ B ላይ እንዲሆን አሁን ምንጩን እንጨመቅ፣ አስተባባሪው x ነው።<0. В этой точке пружина действует на тело М упругой силой

ከሥዕሉ መረዳት የሚቻለው የፀደይ የመለጠጥ ኃይል ወደ መጥረቢያ ዘንግ ላይ ያለው ትንበያ ሁል ጊዜ ከ x መጋጠሚያ ምልክት ጋር ተቃራኒ የሆነ ምልክት አለው ፣ ምክንያቱም የመለጠጥ ኃይል ሁል ጊዜ ወደ ሚዛናዊ ቦታ ይመራል ሐ. በምስል። 20፣ ለ ሁክ ህግ ግራፍ ያሳያል። የፀደይ የማራዘሚያ x እሴቶች በ abscissa ዘንግ ላይ ተቀርፀዋል እና የመለጠጥ ኃይል እሴቶች በተራራው ዘንግ ላይ ተቀርፀዋል። የfx በ x ላይ ያለው ጥገኝነት መስመራዊ ነው፣ ስለዚህ ግራፉ በመጋጠሚያዎች አመጣጥ ውስጥ የሚያልፍ ቀጥተኛ መስመር ነው።

ሌላ ሙከራን እናስብ።
የአንድ ቀጭን የብረት ሽቦ አንድ ጫፍ በቅንፍ ላይ እና በሌላኛው ጫፍ ላይ የተንጠለጠለ ሸክም ይኑር, የክብደቱ ውጫዊ የመለጠጥ ኃይል F በሽቦው ላይ በመስቀለኛ ክፍል (ምስል 21) ላይ ይሠራል.

በሽቦው ላይ ያለው የዚህ ኃይል እርምጃ በኃይል ሞጁል F ላይ ብቻ ሳይሆን በሽቦ ኤስ መስቀለኛ ክፍል ላይም ይወሰናል.

በእሱ ላይ በተተገበረው የውጭ ኃይል ተጽእኖ, ሽቦው የተበላሸ እና የተዘረጋ ነው. ዝርጋታው በጣም ትልቅ ካልሆነ, ይህ መበላሸት የመለጠጥ ነው. በመለጠጥ የተበላሸ ሽቦ ውስጥ, የመለጠጥ ኃይል f ክፍል ይነሳል.
በኒውተን ሦስተኛው ሕግ መሠረት የመለጠጥ ኃይል በሰውነት ላይ ከሚሠራው የውጭ ኃይል አንፃር በመጠን እና በተቃራኒ አቅጣጫ እኩል ነው, ማለትም.

f up = -ኤፍ (2.10)

የመለጠጥ ቅርጽ ያለው አካል ሁኔታ በተጠራው እሴት s ተለይቶ ይታወቃል መደበኛ የሜካኒካዊ ጭንቀት(ወይም በአጭሩ፣ ልክ መደበኛ ቮልቴጅ). መደበኛ ውጥረት s የመለጠጥ ኃይል ሞጁሎች ከሰውነት መስቀለኛ ክፍል ጋር ሬሾ ጋር እኩል ነው።

s=f up/S (2.11)

ያልተዘረጋው ሽቦ የመጀመሪያ ርዝመት L 0 ይሁን. ኃይል F ከተጠቀሙ በኋላ ሽቦው ተዘረጋ እና ርዝመቱ ከ L ጋር እኩል ሆኗል. ዋጋው DL=L-L 0 ይባላል. ፍጹም ሽቦ ማራዘም. መጠን

ተብሎ ይጠራል አንጻራዊ የሰውነት ማራዘም. ለተጨናነቀ ውጥረት e>0፣ ለተጨመቀ ውጥረት ሠ<0.

ምልከታዎች እንደሚያሳዩት ለትንንሽ ቅርፆች መደበኛው ጭንቀት ከ አንጻራዊ ማራዘሚያ ጋር ተመጣጣኝ ነው.

ፎርሙላ (2.13) ሁክ ለአንድ ወገን ውጥረት (መጭመቅ) ከሚጽፉበት ዓይነቶች አንዱ ነው። በዚህ ቀመር ውስጥ, አንጻራዊው ማራዘም አወንታዊ እና አሉታዊ ሊሆን ስለሚችል, ሞዱሎ ይወሰዳል. በ ሁክ ህግ ውስጥ ያለው የተመጣጠነ ተመጣጣኝነት ኢ የመለጠጥ ቁመታዊ ሞጁል (Young's modules) ይባላል።

የወጣት ሞጁል አካላዊ ትርጉምን እንፍጠር። ከቀመር (2.12) እንደሚታየው e=1 እና L=2L 0 with DL=L 0 . ከ ቀመር (2.13) በዚህ ጉዳይ ላይ s=E. በዚህም ምክንያት የያንግ ሞጁል ርዝመቱ በእጥፍ ከተጨመረ በሰውነት ውስጥ ሊነሳ ከሚችለው መደበኛ ጭንቀት ጋር በቁጥር እኩል ነው። (የ ሁክ ህግ ለእንዲህ ዓይነቱ ትልቅ መበላሸት እውነት ከሆነ)። ከቀመር (2.13) በተጨማሪም በ SI ያንግ ሞጁል በፓስካል (1 ፓ = 1 N / m2) ውስጥ እንደሚገለጽ ግልጽ ነው.

የጭንቀት ንድፍ

ቀመር (2.13) በመጠቀም ፣ ከተመጣጣኝ የማራዘም ሙከራ ዋጋዎች ሠ ፣ በተበላሸ ሰውነት ውስጥ የሚነሱትን መደበኛ ውጥረት ተጓዳኝ እሴቶችን ማስላት እና የ s ጥገኝነት ግራፍ መገንባት በሠ። ይህ ግራፍ ይባላል የመለጠጥ ንድፍ. ለብረት ናሙና ተመሳሳይ ግራፍ በምስል ውስጥ ይታያል. 22. በክፍል 0-1 ውስጥ, ግራፉ በመነሻው ውስጥ የሚያልፍ ቀጥተኛ መስመር ይመስላል. ይህ ማለት እስከ አንድ የተወሰነ የጭንቀት እሴት, መበላሸቱ የመለጠጥ እና የ Hooke ህግ ረክቷል, ማለትም, የተለመደው ጭንቀት ከተመጣጣኝ ማራዘሚያ ጋር ተመጣጣኝ ነው. የ Hooke ህግ አሁንም የሚረካበት የመደበኛ ጭንቀት s p ከፍተኛው እሴት ይባላል የተመጣጠነ ገደብ.

ተጨማሪ ጭነት እየጨመረ ጋር, የሰውነት የመለጠጥ ባህሪያት አሁንም ተጠብቀው ናቸው ቢሆንም, አንጻራዊ ሲለጠጡና ላይ ያለውን ጫና ያለውን ጥገኝነት, (ክፍል 1-2) መደበኛ ያልሆነ ይሆናል. ቀሪው መበላሸት ገና ያልተከሰተበት የመደበኛ ጭንቀት ከፍተኛው እሴት ይባላል የመለጠጥ ገደብ. (የመለጠጥ ገደቡ ከተመጣጣኝ ገደቡ በመቶኛ በመቶዎች ብቻ ይበልጣል።) ከላስቲክ ገደብ በላይ ያለውን ጭነት መጨመር (ክፍል 2-3) መበላሸቱ ቀሪ ወደመሆኑ እውነታ ይመራል።

ከዚያም ናሙናው በቋሚ ውጥረት (የግራፉ ክፍል 3-4) ማራዘም ይጀምራል. ይህ ክስተት የቁስ ፈሳሽነት ይባላል. ቀሪው መበላሸቱ በተወሰነ እሴት ላይ የሚደርስበት መደበኛ ውጥረት s t ይባላል ጥንካሬን መስጠት.

ከምርቱ ጥንካሬ በላይ በሚሆኑ ጭንቀቶች, የሰውነት የመለጠጥ ባህሪያት በተወሰነ መጠን ይመለሳሉ, እና እንደገና መበላሸትን መቋቋም ይጀምራል (የግራፉ ክፍል 4-5). ከፍተኛው የመደበኛ ጭንቀት spr, ናሙናው ከተሰነጠቀበት በላይ, ይባላል የመለጠጥ ጥንካሬ.

የመለጠጥ ጉድለት ያለበት አካል ጉልበት

የ s እና e እሴቶችን ከቀመር (2.11) እና (2.12) ወደ ቀመር (2.13) በመተካት እናገኛለን።

f up /S=E|DL|/L 0 .

የሰውነት መበላሸት በሚፈጠርበት ጊዜ የሚነሳው የመለጠጥ ኃይል ፉን በቀመር ይወሰናል።

f up =ES|DL|/L 0 . (2.14)

በሰውነት መበላሸት ወቅት የተከናወነውን ሥራ እና የመለጠጥ አካልን እምቅ ኃይል W እንወስን። በሃይል ጥበቃ ህግ መሰረት እ.ኤ.አ.

W=A መከላከያ (2.15)

ከቀመር (2.14) እንደሚታየው የመለጠጥ ኃይል ሞጁል ሊለወጥ ይችላል. ከሰውነት መበላሸት ጋር በተመጣጣኝ መጠን ይጨምራል. ስለዚህ, የተበላሸውን ስራ ለማስላት, የመለጠጥ ኃይልን አማካይ ዋጋ መውሰድ አስፈላጊ ነው ከከፍተኛው ዋጋ ግማሽ ጋር እኩል ነው፡

= ES|DL|/2L 0 . (2.16)

ከዚያም በቀመር A def = ይወሰናል |DL| የተዛባ ሥራ

A def = ES|DL| 2/2 ሊ 0.

ይህንን አገላለጽ በቀመር (2.15) በመተካት የመለጠጥ አካልን እምቅ ኃይል ዋጋ እናገኛለን፡-

ወ=ES|DL| 2/2 ሊ 0. (2.17)

ላስቲክ ለተበላሸ ጸደይ ES/L 0 =k የፀደይ ጥንካሬ ነው; x የፀደይ ማራዘሚያ ነው. ስለዚህ, ቀመር (2.17) በቅጹ ውስጥ ሊጻፍ ይችላል

ወ=kx 2/2 (2.18)

ፎርሙላ (2.18) የመለጠጥ የተበላሸ የፀደይ እምቅ ኃይልን ይወስናል።

ራስን የመግዛት ጥያቄዎች፡-

 መበላሸት ምንድነው?

 የላስቲክ ቅርጽ ምን ይባላል? ፕላስቲክ?

 የተዛባ ዓይነቶችን ይሰይሙ።

 የመለጠጥ ኃይል ምንድን ነው? እንዴት ነው የሚመራው? የዚህ ኃይል ተፈጥሮ ምንድነው?

 ሁክ ህግ ለአንድ ወገን ውጥረት (መጭመቅ) እንዴት ተዘጋጅቷል እና ተፃፈ?

 ግትርነት ምንድን ነው? የ SI ጥንካሬ ጥንካሬ ምንድን ነው?

 ዲያግራም ይሳሉ እና የሆክ ህግን የሚያሳይ ሙከራ ያብራሩ። የዚህን ህግ ግራፍ ይሳሉ።

 ገላጭ ስእል ካደረጉ በኋላ, በመጫን ላይ የብረት ሽቦን የመለጠጥ ሂደትን ይግለጹ.

 መደበኛ የሜካኒካዊ ጭንቀት ምንድን ነው? የዚህን ፅንሰ-ሀሳብ ትርጉም የሚገልፀው የትኛው ቀመር ነው?

 ፍፁም ማራዘም ምን ይባላል? አንጻራዊ ማራዘም? የእነዚህን ጽንሰ-ሐሳቦች ትርጉም የሚገልጹት ቀመሮች ምንድን ናቸው?

 መደበኛ የሜካኒካዊ ጭንቀትን በያዘ መዝገብ ውስጥ የ ሁክ ህግ ምን አይነት ነው?

 የወጣት ሞጁል ምን ይባላል? አካላዊ ትርጉሙ ምንድን ነው? የወጣት ሞጁሉስ የSI ክፍል ምንድን ነው?

 የብረታ ብረት ናሙና የጭንቀት-ውጥረት ንድፍ ይሳሉ እና ያብራሩ።

 የተመጣጣኝነት ገደብ ምን ይባላል? የመለጠጥ ችሎታ? ለውጥ? ጥንካሬ?

 የመለጠጥ እና የመለጠጥ ችሎታ ያለው አካል የመበላሸት ስራን የሚወስኑ ቀመሮችን ያግኙ።

እንደሚያውቁት ፊዚክስ ሁሉንም የተፈጥሮ ህጎች ያጠናል-ከቀላል እስከ አጠቃላይ የተፈጥሮ ሳይንስ መርሆዎች። ፊዚክስ ሊረዳው የማይችል በሚመስልባቸው አካባቢዎች እንኳን ፣ አሁንም ዋና ሚና ይጫወታል ፣ እና እያንዳንዱ ትንሽ ህግ ፣ እያንዳንዱ መርህ - ምንም አያመልጥም።

ጋር ግንኙነት ውስጥ

የመሠረቶቹ መሠረት የሆነው ፊዚክስ ነው ፣ ይህ በሁሉም የሳይንስ አመጣጥ ላይ ነው።

ፊዚክስ የሁሉንም አካላት ግንኙነት ያጠናል ፣ሁለቱም አያዎ (ፓራዶክስ) ትንሽ እና በሚያስደንቅ ሁኔታ ትልቅ። ዘመናዊው ፊዚክስ ትንንሽ ብቻ ሳይሆን መላምታዊ አካላትን በንቃት እያጠና ነው ፣ እና ይህ እንኳን የአጽናፈ ሰማይን ምንነት ብርሃን ይሰጣል።

ፊዚክስ በክፍል የተከፋፈለ ነው-ይህ ሳይንስ እራሱን እና ግንዛቤውን ብቻ ሳይሆን የጥናት ዘዴንም ያቃልላል። ሜካኒክስ የአካል እንቅስቃሴን እና የሚንቀሳቀሱ አካላትን መስተጋብር ይመለከታል, ቴርሞዳይናሚክስ ከሙቀት ሂደቶች ጋር, ኤሌክትሮዳይናሚክስ ከኤሌክትሪክ ሂደቶች ጋር ይሠራል.

ለምን መካኒኮች የአካል መበላሸትን ያጠናል?

ስለ መጨናነቅ ወይም ውጥረት በሚናገሩበት ጊዜ እራስዎን ጥያቄውን መጠየቅ አለብዎት-ይህን ሂደት የትኛው የፊዚክስ ክፍል ማጥናት አለበት? በጠንካራ ማዛባት, ሙቀት ሊለቀቅ ይችላል, ምናልባት ቴርሞዳይናሚክስ እነዚህን ሂደቶች መቋቋም አለበት? አንዳንድ ጊዜ ፈሳሾች ሲጨመቁ, መፍላት ይጀምራል, እና ጋዞች ሲጨመቁ, ፈሳሾች ይፈጠራሉ? ስለዚህ ሃይድሮዳይናሚክስ መበላሸትን መረዳት አለበት? ወይስ ሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ?

ሁሉም ነገር ይወሰናል በመበላሸቱ ኃይል ላይ, በደረጃው ላይ.የተበላሸው መካከለኛ (የተጨመቀ ወይም የተዘረጋው ቁሳቁስ) የሚፈቅድ ከሆነ እና መጭመቂያው ትንሽ ከሆነ, ይህን ሂደት ከሌሎች አንጻራዊ የሰውነት ክፍሎች እንቅስቃሴ አድርጎ መቁጠር ምክንያታዊ ነው.

እና ጥያቄው ከንፁህ ጋር የተያያዘ ስለሆነ ሜካኒኮች ችግሩን ይቋቋማሉ ማለት ነው.

የ ሁክ ህግ እና የመፈፀሙ ሁኔታ

እ.ኤ.አ. በ 1660 ታዋቂው እንግሊዛዊ ሳይንቲስት ሮበርት ሁክ የመበላሸት ሂደትን በሜካኒካዊ መንገድ ለመግለጽ የሚያገለግል ክስተት አገኙ።

የ ሁክ ህግ በምን ሁኔታዎች እንደተሟላ ለመረዳት፣ እራሳችንን በሁለት መለኪያዎች እንገድበው፡-

እሮብ;
አስገድድ.

የሂደቱን ሜካኒካል በሆነ መንገድ ለመግለጽ የማይቻል ሚዲያ (ለምሳሌ ጋዞች ፣ ፈሳሾች ፣ በተለይም ወደ ጠንካራ ግዛቶች ቅርብ የሆኑ ዝልግልግ ፈሳሾች ወይም በተቃራኒው በጣም ፈሳሽ ፈሳሾች) አሉ። በተገላቢጦሽ፣ በበቂ ትልቅ ኃይል፣ መካኒኮች “መሥራታቸውን” የሚያቆሙባቸው አካባቢዎች አሉ።

አስፈላጊ!ለጥያቄው፡- “የሆክ ህግ በምን ዓይነት ሁኔታዎች ውስጥ እውነት ነው?”፣ “በትንንሽ ቅርፆች” ትክክለኛ መልስ ሊሰጥ ይችላል።

ሁክ ህግ ፣ ፍቺ: በሰውነት ውስጥ የሚፈጠረው መበላሸት ለውጡን ከሚያስከትል ኃይል ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው.

በተፈጥሮ፣ ይህ ፍቺ የሚያመለክተው፡-

መጨናነቅ ወይም መወጠር ትንሽ ነው;
የሚለጠጥ ነገር;
በመጨናነቅ ወይም በጭንቀት ምክንያት ምንም ያልተለመዱ ሂደቶች የሌሉበትን ቁሳቁስ ያካትታል።

ሁክ ህግ በሂሳብ ቅፅ

ከላይ የጠቀስነው የሁክ አጻጻፍ በሚከተለው ፎርም ለመጻፍ ያስችላል።

በመጨመቅ ወይም በመለጠጥ ምክንያት የሰውነት ርዝማኔ ለውጥ የት ነው, F በሰውነት ላይ የሚሠራው ኃይል እና መበላሸትን (የመለጠጥ ኃይልን) ያመጣል, k በ N / m የሚለካው የመለጠጥ መጠን ነው.

የ ሁክ ህግ መታወስ አለበት። የሚሠራው ለአነስተኛ ርዝመቶች ብቻ ነው።

በተጨማሪም ሲለጠጥ እና ሲጨመቅ ተመሳሳይ ገጽታ እንዳለው እናስተውላለን. ኃይሉ የቬክተር ብዛት እና አቅጣጫ እንዳለው ግምት ውስጥ በማስገባት፣ በመጨመቅ ጊዜ፣ የሚከተለው ቀመር የበለጠ ትክክለኛ ይሆናል።

ግን እንደገና ፣ ሁሉም እርስዎ የሚለኩበት ዘንግ በሚመራበት ቦታ ላይ የተመሠረተ ነው።

በመጭመቅ እና በማራዘም መካከል ያለው መሠረታዊ ልዩነት ምንድን ነው? ኢምንት ከሆነ ምንም።

የተግባራዊነት ደረጃ እንደሚከተለው ሊወሰድ ይችላል-

ለግራፉ ትኩረት እንስጥ. እንደምናየው, በትንሽ ዝርጋታዎች (የመጋጠሚያዎቹ የመጀመሪያ ሩብ) ለረጅም ጊዜ ከመጋጠሚያው ጋር ያለው ኃይል ቀጥተኛ ግንኙነት (ቀይ መስመር) አለው, ነገር ግን እውነተኛው ግንኙነት (ነጥብ መስመር) ያልተለመደ ይሆናል, እና ህጉ. እውነት መሆኑ ያቆማል። በተግባራዊ ሁኔታ, ይህ በጠንካራ ማራዘሚያ የሚንፀባረቅ በመሆኑ ጸደይ ወደ መጀመሪያው ቦታው መመለሱን ያቆመ እና ባህሪያቱን ያጣል. የበለጠ በመለጠጥ ስብራት ይከሰታል እና አወቃቀሩ ይወድቃልቁሳቁስ.

በትንሽ መጭመቂያዎች (የመጋጠሚያዎች ሶስተኛ ሩብ) ፣ ለረጅም ጊዜ ከመጋጠሚያው ጋር ያለው ኃይል እንዲሁ መስመራዊ ግንኙነት አለው (ቀይ መስመር) ፣ ግን ከዚያ እውነተኛው ግንኙነት (ነጥብ መስመር) መደበኛ ያልሆነ ይሆናል ፣ እና ሁሉም ነገር እንደገና መስራቱን ያቆማል። በተግባራዊ ሁኔታ, ይህ እንደዚህ ያለ ጠንካራ መጨናነቅን ያስከትላል ሙቀት መለቀቅ ይጀምራልእና ጸደይ ባህሪያቱን ያጣል. በትልቅ መጨናነቅ የፀደይ ውህዶች "ይጣበቃሉ" እና በአቀባዊ መበላሸት ይጀምራል ከዚያም ሙሉ በሙሉ ይቀልጣል.

እንደሚመለከቱት ፣ ህጉን የሚገልጽ ቀመር በሰውነት ርዝመት ውስጥ ያለውን ለውጥ በማወቅ ፣ ወይም የመለጠጥ ኃይልን በማወቅ ፣ ለውጡን በርዝመት ለመለካት ኃይሉን እንድታገኝ ይፈቅድልሃል።

እንዲሁም, በአንዳንድ ሁኔታዎች, የመለጠጥ ቅንጅትን ማግኘት ይችላሉ. ይህ እንዴት እንደሚደረግ ለመረዳት አንድ ምሳሌ ተግባር አስቡበት፡-

ዲናሞሜትር ከፀደይ ጋር ተያይዟል. የ 20 ኃይልን በመተግበር ተዘርግቷል, በዚህም ምክንያት 1 ሜትር ርዝመት አለው. ከዚያም ለቀቁዋት፣ ንዝረቱ እስኪቆም ድረስ ጠበቁ፣ እና ወደ መደበኛ ሁኔታዋ ተመለሰች። በተለመደው ሁኔታ, ርዝመቱ 87.5 ሴንቲሜትር ነበር. ፀደይ ከየትኛው ቁሳቁስ እንደሚሠራ ለማወቅ እንሞክር.

የፀደይ መበላሸት አሃዛዊ እሴትን እንፈልግ፡-

እዚ ከምዚ ዝበለ ዋጋ ንገልጽ፡

ሰንጠረዡን ስንመለከት, ይህ አመላካች ከፀደይ ብረት ጋር እንደሚዛመድ ልናገኘው እንችላለን.

የመለጠጥ ቅንጅት ችግር

ፊዚክስ፣ እንደምናውቀው፣ በጣም ትክክለኛ ሳይንስ ነው፤ በተጨማሪም፣ በጣም ትክክለኛ ከመሆኑ የተነሳ ስህተቶችን የሚለኩ ሙሉ ተግባራዊ ሳይንሶችን ፈጥሯል። የማይናወጥ ትክክለኛነት ሞዴል፣ ተንኮለኛ መሆን አትችልም።

ልምምድ እንደሚያሳየው የተመለከትነው የመስመር ጥገኝነት ከምንም በላይ አይደለም። የሁክ ህግ ለቀጭ እና ለተለጠጠ ዘንግ።እንደ ልዩ ሁኔታ ብቻ ለስፕሪንግ መጠቀም ይቻላል, ግን ይህ እንኳን የማይፈለግ ነው.

ኮፊፊቲቭ k አካል በምን አይነት ቁሳቁስ ላይ ብቻ ሳይሆን በዲያሜትር እና በመስመራዊ ልኬቶች ላይ የሚመረኮዝ ተለዋዋጭ እሴት ነው.

በዚህ ምክንያት, የእኛ መደምደሚያዎች ግልጽነት እና እድገትን ይጠይቃሉ, ምክንያቱም አለበለዚያ, ቀመር:

በሶስት ተለዋዋጮች መካከል ካለው ጥገኝነት ያለፈ ምንም ሊባል አይችልም።

የወጣቶች ሞጁሎች

የመለጠጥ መጠንን ለማወቅ እንሞክር. ይህ ግቤት፣ እንዳወቅነው፣ በሶስት መጠን ይወሰናል:

ቁሳቁስ (በጣም የሚስማማን);
ርዝመት L (ይህም ጥገኝነቱን ያሳያል);
አካባቢ ኤስ.

አስፈላጊ!ስለዚህ ፣ ኤል እና አካባቢ S ርዝማኔን ከኮፊሸን እንደምንም “ለመለየት” ከቻልን ሙሉ በሙሉ በእቃው ላይ የሚመረኮዝ ኮፊሸን እናገኛለን።

የምናውቀው፡-

የሰውነት መስቀለኛ ክፍል በትልቁ ፣ የ k እና ጥገኝነት መስመራዊ ነው ፣
ሰውነቱ ረዘም ላለ ጊዜ ፣ የመቀየሪያው ዝቅተኛ k ፣ እና ጥገኝነቱ በተቃራኒው ተመጣጣኝ ነው።

ይህ ማለት የመለጠጥ መጠንን በዚህ መንገድ መፃፍ እንችላለን።

E የት አዲስ Coefficient ነው, ይህም አሁን በትክክል ቁሳዊ አይነት ላይ ብቻ የተመካ ነው.

የ “አንፃራዊ ማራዘም” ጽንሰ-ሀሳብን እናስተዋውቅ-

ፀደይ ምን ያህል እንደተጨመቀ ወይም እንደተዘረጋ ብቻ ሳይሆን ይህ ምን ያህል ጊዜ እንደተከሰተ ስለሚያንፀባርቅ ይህ ዋጋ ከ የበለጠ ትርጉም ያለው መሆኑን መታወቅ አለበት።

አስቀድመን ኤስን ወደ ጨዋታው “አስተዋወቅን”፣ የመደበኛ ጭንቀትን ጽንሰ-ሀሳብ እናስተዋውቃቸዋለን፣ እሱም እንደሚከተለው ተጽፏል።

አስፈላጊ!የተለመደው ጭንቀት በእያንዳንዱ የሴክሽን አካባቢ አካል ላይ ያለው የተበላሸ ኃይል ክፍልፋይ ነው.

የሆክ ህግ እና የመለጠጥ ለውጦች

ማጠቃለያ

ሁክን ለጭንቀት እና ለመጨናነቅ ህግ እንፍጠር: ለትንሽ መጭመቂያዎች, የተለመደው ጭንቀት ከማራዘም ጋር በቀጥታ የተመጣጠነ ነው.

Coefficient E ይባላል የያንግ ሞዱል እና በእቃው ላይ ብቻ ይወሰናል.

የላስቲክ ንጥረ ነገር ወደ መስመራዊ መወጠር ወይም መጨናነቅ የመቋቋም ኃይል ከርዝመቱ መጨመር ወይም መቀነስ ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው።

እስቲ አስቡት የላስቲክ ምንጭን አንዱን ጫፍ ያዝክ፣ ሌላኛው ጫፍ ደግሞ እንቅስቃሴ አልባ ነው፣ እና መዘርጋት ወይም መጭመቅ ጀመርክ። ምንጩን የበለጠ ባጨመቁት ወይም በዘረጋችሁ መጠን ይህን ይቃወማል። ማንኛውም የፀደይ ሚዛን የተነደፈው በዚህ መርህ ላይ ነው - የብረት ሜዳ (በፀደይ የተዘረጋበት) ወይም መድረክ የፀደይ መለኪያ (ጸደይ የተጨመቀ) መሆን አለበት። ያም ሆነ ይህ, ፀደይ በጭነቱ ክብደት ተጽእኖ ስር መበላሸትን ይቋቋማል, እና የክብደቱ ክብደት ወደ ምድር የሚስብ የስበት ኃይል በፀደይ የመለጠጥ ኃይል የተመጣጠነ ነው. ለዚህም ምስጋና ይግባውና የሚመዘነውን የንጥረትን ብዛት በፀደይ መጨረሻ ላይ ከተለመደው ቦታው በማፈንገጥ መለካት እንችላለን.

የቁስ አካልን የመለጠጥ እና የመጨመቅ ሂደት የመጀመሪያው እውነተኛ ሳይንሳዊ ጥናት የተካሄደው በሮበርት ሁክ ነው። መጀመሪያ ላይ ባደረገው ሙከራ ምንጭን እንኳን አልተጠቀመም ፣ ግን ሕብረቁምፊው ምን ያህል እንደተዘረጋ በተለያዩ ኃይሎች ተጽዕኖ ወደ አንድ ጫፍ ሲተገበር ፣ ሌላኛው ጫፍ ደግሞ በጥብቅ ተስተካክሏል ። እሱ እስከተወሰነ ገደብ ድረስ ፣ ሕብረቁምፊው ከተተገበረው ኃይል መጠን ጋር በተመጣጣኝ ሁኔታ እንደሚዘረጋ ለማወቅ ችሏል ፣ ይህም የመለጠጥ ወሰን (የመለጠጥ) ወሰን ላይ እስኪደርስ እና የማይቀለበስ መደበኛ ያልሆነ የአካል ጉዳተኛ መሆን ይጀምራል ( ሴሜ.በታች)። በቀመር መልክ፣ ሁክ ህግ በሚከተለው ቅፅ ተጽፏል፡-

የት ረ—የሕብረቁምፊው የመለጠጥ ኃይል ፣ x- መስመራዊ ውጥረት ወይም መጨናነቅ, እና ክ- የሚባሉት የመለጠጥ ቅንጅት. ከፍ ያለ ክ, ሕብረቁምፊው ጠንከር ያለ እና ለመለጠጥ ወይም ለመጨመቅ በጣም ከባድ ነው. በቀመር ውስጥ ያለው የመቀነስ ምልክት የሚያመለክተው ሕብረቁምፊው መቃወም መሆኑን ነው። ዲፎርሜሽን፡ ሲዘረጋ ወደ ማሳጠር ያቀናል፡ ሲጨመቅም ደግሞ ወደ ቀጥ ያደርገዋል።

የ ሁክ ህግ ቲዎሪ የሚባል የመካኒክስ ቅርንጫፍ መሰረት አድርጎ ነበር። የመለጠጥ ችሎታ.በጠንካራ ሁኔታ ውስጥ ያሉት አቶሞች በገመድ የተገናኙ ስለሚመስሉ ፣ ማለትም ፣ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ክሪስታል ጥልፍልፍ ውስጥ ተስተካክለው ስለሚኖሩ በጣም ሰፊ አፕሊኬሽኖች እንዳሉት ታወቀ። ስለዚህ፣ የመለጠጥ ቁሳቁስ በትንሹ በመለጠጥ፣ ተዋንያን ሃይሎችም በ ሁክ ህግ ተብራርተዋል፣ ግን ትንሽ ውስብስብ በሆነ መልኩ። በመለጠጥ ፅንሰ-ሀሳብ ፣ ሁክ ህግ የሚከተለውን ቅርፅ ይይዛል።

σ /η = ኢ

የት σ — የሜካኒካዊ ጭንቀት(በሰውነት መስቀለኛ መንገድ ላይ የተወሰነ ኃይል ተተግብሯል) η - የሕብረቁምፊው አንጻራዊ ማራዘም ወይም መጨናነቅ, እና ኢ -ተብሎ የሚጠራው የወጣቶች ሞጁሎች, ወይም የመለጠጥ ሞጁሎች,እንደ የመለጠጥ ቅንጅት ተመሳሳይ ሚና መጫወት ክ.በእቃዎቹ ባህሪያት ላይ የሚመረኮዝ ሲሆን በአንድ የሜካኒካዊ ጭንቀት ተጽእኖ ስር በሚለጠጥበት ጊዜ ሰውነት ምን ያህል እንደሚለጠጥ ወይም እንደሚቀንስ ይወስናል.

እንደ እውነቱ ከሆነ፣ ቶማስ ያንግ የብርሃን ሞገድ ተፈጥሮን ፅንሰ-ሀሳብ አራማጆች በመሆን በሳይንስ በሰፊው ይታወቃል። ሴሜ.የማሟያ እና ጣልቃገብነት መርህ) ፣ ከዚያ በኋላ ማንም ስለ የብርሃን ሞገድ ፅንሰ-ሀሳብ ትክክለኛነት ምንም ጥርጣሬ አልነበረውም (ምንም እንኳን ጁንግ ሙሉ በሙሉ ሃሳቦቹን ወደ ጥብቅ የሂሳብ ቅርፅ ማስገባት በጭራሽ አልቻለም)። በጥቅሉ ሲታይ፣ ያንግ ሞጁል የጠንካራ ቁሳቁስ በእሱ ላይ ለተተገበረ ውጫዊ ኃይል የሚሰጠውን ምላሽ ከሚገልጹ ሶስት መጠኖች ውስጥ አንዱ ነው። ሁለተኛው ነው። የማፈናቀል ሞጁሎች(በገጽ ላይ በተተገበረው ኃይል ተጽዕኖ ምን ያህል ንጥረ ነገር እንደሚፈናቀል ይገልጻል) እና ሦስተኛው - የ Poisson ጥምርታ(በተዘረጋ ጊዜ ምን ያህል ጠንካራ ቀጭን እንደሚቀንስ ይገልጻል). የኋለኛው ስም የተሰየመው በፈረንሳዊው የሂሳብ ሊቅ ሲሞን-ዴኒስ ፖይሰን (1781-1840) ነው።

በእርግጥ የ ሁክ ህግ፣ በጁንግ የተሻሻለው መልክ እንኳን፣ በውጭ ሃይሎች ተጽእኖ ስር በጠንካራ ላይ የሚደርሰውን ሁሉ አይገልጽም። አንድ የጎማ ባንድ በዓይነ ሕሊናህ ይታይህ። ብዙ ካልዘረጋችሁት የመለጠጥ ሃይል የመመለሻ ሃይል ከላስቲክ ባንድ ላይ ይነሳል እና ልክ እንደለቀቃችሁት ወዲያው ተሰብስቦ የቀደመውን መልክ ይይዛል። የላስቲክ ማሰሪያውን የበለጠ ከዘረጋው ፈጥኖም ይሁን ዘግይቶ የመለጠጥ ችሎታውን ያጣል እና የመለጠጥ ጥንካሬው እንደተዳከመ ይሰማዎታል። ስለዚህ የሚባሉትን አልፈዋል የመለጠጥ ገደብቁሳቁስ. ላስቲክን የበለጠ ከጎትቱ ከተወሰነ ጊዜ በኋላ ሙሉ በሙሉ ይሰበራል እና ተቃውሞው ሙሉ በሙሉ ይጠፋል - የሚባሉትን አልፈዋል. መሰባበር ነጥብ.

በሌላ አገላለጽ፣የሆክ ህግ የሚተገበረው በአንጻራዊ ሁኔታ ሲታይ አነስተኛ መጭመቂያዎች ወይም መወጠር ብቻ ነው። አንድ ንጥረ ነገር የመለጠጥ ባህሪያቱን እስከያዘ ድረስ የመበላሸት ኃይሎች ከግዙፉ መጠን ጋር ቀጥተኛ ተመጣጣኝ ናቸው ፣ እና እርስዎ ከመስመር ስርዓት ጋር እየተገናኙ ነው - ለእያንዳንዱ እኩል የተተገበረ ኃይል ጭማሪ እኩል የመበስበስ ጭማሪ አለው። ጎማዎቹን እንደገና ማሰር ተገቢ ነው። የመለጠጥ ገደብእና በንብረቱ ውስጥ ያሉት የኢንተርአቶሚክ ቦንዶች-ምንጮች በመጀመሪያ ይዳከማሉ ከዚያም ይሰበራሉ - እና የ Hooke ቀላል መስመራዊ እኩልታ እየሆነ ያለውን ነገር መግለጽ አቆመ። በዚህ ሁኔታ, ስርዓቱ ሆኗል ማለት የተለመደ ነው መደበኛ ያልሆነ.ዛሬ, ቀጥተኛ ያልሆኑ ስርዓቶች እና ሂደቶች ጥናት የፊዚክስ እድገት ዋና አቅጣጫዎች አንዱ ነው.

ሮበርት ሁክ, 1635-1703

እንግሊዛዊ የፊዚክስ ሊቅ. የቄስ ልጅ የሆነው ፍሬሽዋተር በዋይት ደሴት ላይ ተወልዶ ከኦክስፎርድ ዩኒቨርሲቲ ተመርቋል። ገና በዩኒቨርሲቲው እያለ፣ በሮበርት ቦይል ላብራቶሪ ውስጥ ረዳት ሆኖ ሠርቷል፣ ሁለተኛው የቦይል-ማሪዮት ሕግ የተገኘበትን ለመትከል የቫኩም ፓምፕ እንዲገነባ ረድቷል። የአይዛክ ኒውተን ዘመን ሰው በነበረበት ወቅት በሮያል ሶሳይቲ ሥራ ውስጥ ከእርሱ ጋር ንቁ ተሳትፎ ነበረው እና በ 1677 የሳይንሳዊ ፀሐፊነት ቦታን ተቀበለ ። በዘመኑ እንደሌሎች ሳይንቲስቶች፣ ሮበርት ሁክ ለተለያዩ የተፈጥሮ ሳይንስ ዘርፎች ፍላጎት ነበረው እና ለብዙዎቹ እድገት አስተዋጽኦ አድርጓል። በእሱ ሞኖግራፍ "ማይክሮግራፊ" ( ማይክሮግራፊያ) ሕያዋን ሕብረ ሕዋሳት እና ሌሎች ባዮሎጂካል ናሙናዎች በአጉሊ መነጽር አወቃቀሮች ላይ ብዙ ንድፎችን አሳትመዋል እና ዘመናዊውን የ "ሕያው ሕዋስ" ጽንሰ-ሐሳብ አስተዋውቋል የመጀመሪያው ነበር. በጂኦሎጂ ፣ የጂኦሎጂካል ስታታ አስፈላጊነትን የተገነዘበ እና በታሪክ ውስጥ በተፈጥሮ አደጋዎች ሳይንሳዊ ጥናት ውስጥ ለመሳተፍ የመጀመሪያው ነበር ( ሴሜ. Uniformitarianism)። በአካላት መካከል ያለው የስበት ኃይል በመካከላቸው ካለው ርቀት ካሬ ጋር በተመጣጣኝ መጠን እየቀነሰ እንደሚሄድ ለመገመት ከመጀመሪያዎቹ አንዱ ነበር፣ ይህ ደግሞ የኒውተን የዩኒቨርሳል የስበት ህግ ዋና አካል ነው፣ እናም ሁለቱ የሀገሮች እና የዘመኑ ሰዎች እርስ በርሳቸው ተከራከሩ። እስከ ሕይወታቸው ፍጻሜ ድረስ አግኚው የመባል መብት። በመጨረሻም ሁክ በርካታ ጠቃሚ ሳይንሳዊ የመለኪያ መሣሪያዎችን አዘጋጅቶ በግል ገንብቷል - እና ብዙዎች ይህንን ለሳይንስ እድገት እንደ ዋና አስተዋፅዖው አድርገው ይመለከቱታል። በተለይም በሁለት ቀጭን ክሮች የተሰራውን የጸጉር ፀጉር በአጉሊ መነጽር መነጽር ውስጥ ለማስቀመጥ በመጀመሪያ ያሰበ ፣የመጀመሪያው የውሃውን ቀዝቃዛ የሙቀት መጠን በሙቀት መጠን ዜሮ አድርጎ ለመውሰድ ሀሳብ ያቀረበ እና እንዲሁም ሁለንተናዊ መገጣጠሚያ (ጊምባል) ፈጠረ። መገጣጠሚያ).

የተበላሹ ዓይነቶች

መበላሸትየሰውነት ቅርጽ, መጠን ወይም መጠን ለውጥ ይባላል. የሰውነት መበላሸት በሰውነት ላይ በሚተገበሩ የውጭ ኃይሎች ምክንያት ሊከሰት ይችላል. በሰውነት ላይ የውጭ ኃይሎች እርምጃ ካቆሙ በኋላ ሙሉ በሙሉ የሚጠፉ ለውጦች ይባላሉ ላስቲክ, እና ውጫዊ ኃይሎች በሰውነት ላይ እርምጃ መውሰድ ካቆሙ በኋላ እንኳን የሚቀጥሉ ለውጦች - ፕላስቲክ. መለየት የመለጠጥ ውጥረትወይም መጭመቅ(አንድ-ጎን ወይም አጠቃላይ) መታጠፍ, ቶርሽንእና ፈረቃ.

ተጣጣፊ ኃይሎች

በአንድ ወገን ውጥረት እና በጠንካራ አካል መጨናነቅ ወቅት የመለጠጥ ሃይሎች መከሰት ሁኔታን እንመለከታለን።

ሁክ ህግ

የመለጠጥ ሃይል እና የሰውነት የመለጠጥ ቅርጽ (በትንንሽ ለውጦች) መካከል ያለው ግንኙነት በኒውተን ዘመናዊ በእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ሁክ በሙከራ የተመሰረተ ነው። የአንድ ወገን ውጥረት (መጭመቅ) መበላሸት የ ሁክ ህግ የሂሳብ አገላለጽ መልክ አለው፡-

የነጻው ፍጻሜው ነጥብ D ላይ እንዲደርስ ምንጩን እንዘርጋው፡ አስተባባሪው x > 0፡ በዚህ ጊዜ ፀደይ በሰውነቱ ላይ M በሚለጠጥ ኃይል ይሠራል።

የነጻው መጨረሻ ነጥብ B ላይ እንዲሆን አሁን ምንጩን እንጨመቅ፣ አስተባባሪው x ነው።

ሌላ ሙከራን እናስብ.

የአንድ ቀጭን የብረት ሽቦ አንድ ጫፍ በቅንፍ ላይ እና በሌላኛው ጫፍ ላይ የተንጠለጠለ ሸክም ይኑር, የክብደቱ ውጫዊ የመለጠጥ ኃይል F በሽቦው ላይ በመስቀለኛ ክፍል (ምስል 21) ላይ ይሠራል.

በሽቦው ላይ ያለው የዚህ ኃይል እርምጃ በኃይል ሞጁል F ላይ ብቻ ሳይሆን በሽቦ ኤስ መስቀለኛ ክፍል ላይም ይወሰናል.

በእሱ ላይ በተተገበረው የውጭ ኃይል ተጽእኖ, ሽቦው የተበላሸ እና የተዘረጋ ነው. ዝርጋታው በጣም ትልቅ ካልሆነ, ይህ መበላሸት የመለጠጥ ነው. በመለጠጥ የተበላሸ ሽቦ ውስጥ, የመለጠጥ ኃይል f ክፍል ይነሳል. በኒውተን ሦስተኛው ሕግ መሠረት የመለጠጥ ኃይል በሰውነት ላይ ከሚሠራው የውጭ ኃይል አንፃር በመጠን እና በተቃራኒ አቅጣጫ እኩል ነው, ማለትም.

f up = -ኤፍ (2.10)

s = f up/S (2.11)

ያልተዘረጋው ሽቦ የመጀመሪያ ርዝመት L 0 ይሁን. ኃይል F ከተጠቀሙ በኋላ ሽቦው ተዘረጋ እና ርዝመቱ ከ L ጋር እኩል ሆኗል. መጠኑ DL = L - L 0 ይባላል. ፍጹም ሽቦ ማራዘም. ብዛት e = DL/L 0 (2.12) ይባላል አንጻራዊ የሰውነት ማራዘም. ለተጨናነቀ ውጥረት e>0፣ ለተጨመቀ ውጥረት ሠ< 0.

ምልከታዎች እንደሚያሳዩት ለትንንሽ ቅርፆች መደበኛው ጭንቀት ከ አንጻራዊ ማራዘሚያ ጋር ተመጣጣኝ ነው.

s = ኢ|e|. (2.13)

የወጣት ሞጁል አካላዊ ትርጉምን እንፍጠር። ከቀመር (2.12) እንደሚታየው e = 1 እና L = 2L 0 ለ DL = L 0 . ከ ቀመር (2.13) በዚህ ሁኔታ s = E. በዚህም ምክንያት የያንግ ሞጁል በቁጥር ከመደበኛው ጭንቀት ጋር እኩል ነው, ይህም ርዝመቱ በእጥፍ ይጨምራል. (የ ሁክ ህግ ለእንዲህ ዓይነቱ ትልቅ መበላሸት እውነት ከሆነ)። ከቀመር (2.13) በተጨማሪም በ SI ያንግ ሞጁል በፓስካል (1 ፓ = 1 N / m2) ውስጥ እንደሚገለጽ ግልጽ ነው.

የክራይሚያ ግዛት የትምህርት ሚኒስቴር

ታውራይድ ብሔራዊ ዩኒቨርሲቲ በስም ተሰይሟል። ቬርናድስኪ

የአካላዊ ህግ ጥናት

የሆክ ህግ

ያጠናቀቀው፡ የ1ኛ አመት ተማሪ

የፊዚክስ ፋኩልቲ gr. ኤፍ-111

ፖታፖቭ Evgeniy

ሲምፈሮፖል-2010

እቅድ፡

በህጉ በተገለጹት ክስተቶች ወይም መጠኖች መካከል ያለው ግንኙነት።

የሕጉ መግለጫ

የሕጉ የሂሳብ መግለጫ።

ህጉ እንዴት ተገኘ፡ በሙከራ መረጃ መሰረት ወይስ በንድፈ ሀሳብ?

ሕጉ በተቀረጸበት መሠረት ልምድ ያላቸው እውነታዎች.

በንድፈ ሀሳቡ ላይ የተቀረፀውን የህግ ትክክለኛነት የሚያረጋግጡ ሙከራዎች.

ሕጉን የመጠቀም ምሳሌዎች እና የሕጉን ተፅእኖ በተግባር ላይ ማዋል.

ስነ-ጽሁፍ.

በህጉ በተገለጹት ክስተቶች ወይም መጠኖች መካከል ያለው ግንኙነት፡-

የ ሁክ ህግ እንደ ውጥረት እና የጠንካራ ፣ የመለጠጥ ሞጁሎች እና የመለጠጥ ቅርፅ ያሉ ክስተቶችን ያዛምዳል። የሰውነት መበላሸት በሚፈጠርበት ጊዜ የሚፈጠረው የመለጠጥ ኃይል ሞጁል ከርዝመቱ ጋር ተመጣጣኝ ነው። ማራዘም የቁሳቁስ መበላሸት ባህሪ ነው, በተዘረጋበት ጊዜ የዚህ ቁሳቁስ ናሙና ርዝመት መጨመር ይገመገማል. የላስቲክ ሃይል የሰውነት መበላሸት በሚፈጠርበት ጊዜ የሚነሳ እና ይህንን ቅርጸ-ቁምፊን የሚከላከል ኃይል ነው። ውጥረት በውጫዊ ተጽእኖዎች ተጽእኖ ስር በተበላሸ አካል ውስጥ የሚነሱ የውስጥ ኃይሎች መለኪያ ነው. የሰውነት መበላሸት (deformation) እርስ በርስ በሚዛመደው የሰውነት እንቅስቃሴ ላይ በተዛመደ የአካል ክፍሎች አንጻራዊ አቀማመጥ ለውጥ ነው. እነዚህ ፅንሰ-ሀሳቦች ግትርነት ኮፊሸን በሚባለው የተገናኙ ናቸው። በእቃው የመለጠጥ ባህሪያት እና በአካሉ መጠን ይወሰናል.

የሕጉ መግለጫ፡-

የሁክ ህግ ውጥረትን እና የመለጠጥ ሚዲያን መበላሸትን የሚያገናኘው የመለጠጥ ንድፈ ሃሳብ እኩልነት ነው።

የሕጉ አጻጻፍ የመለጠጥ ኃይል ከሥነ-ቅርጽ ጋር ቀጥተኛ ተመጣጣኝ ነው.

የሕጉ ሒሳባዊ መግለጫ፡-

ለአንድ ቀጭን የመሸከምያ ዘንግ፣የሆክ ህግ የሚከተለውን መልክ አለው፡-

እዚህ ኤፍየዱላ ውጥረት ኃይል, Δ ኤል- የእሱ ማራዘሚያ (መጭመቂያ), እና ክተብሎ ይጠራል የመለጠጥ ቅንጅት(ወይም ጥብቅነት)። በቀመር ውስጥ ያለው ቅነሳ የሚያሳየው የውጥረት ኃይል ሁል ጊዜ ከመበላሸቱ ጋር በተቃራኒ አቅጣጫ እንደሚመራ ነው።

አንጻራዊውን ማራዘም ከገቡ

በመስቀለኛ ክፍል ውስጥ ያልተለመደ ውጥረት

ያኔ የ ሁክ ህግ እንደዚህ ይፃፋል

በዚህ ቅፅ ውስጥ ለማንኛውም ጥቃቅን ጥራዞች ዋጋ ያለው ነው.

በአጠቃላይ ሁኔታ, ውጥረት እና ውጥረት በሦስት-ልኬት ቦታ ውስጥ ሁለተኛ ደረጃ tenors ናቸው (እያንዳንዱ 9 ክፍሎች አሏቸው). እነሱን የሚያገናኘው የላስቲክ ቋሚዎች ቴንሰር የአራተኛው ደረጃ አስር ነው። ሲ ijklእና 81 አሃዞችን ይዟል። በ tensor ሲምሜትሪ ምክንያት ሲ ijkl, እንዲሁም የጭንቀት እና የጭንቀት ጫናዎች, 21 ቋሚዎች ብቻ ገለልተኛ ናቸው. ሁክ ህግ ይህን ይመስላል፡-

የት σ ij- የጭንቀት ዘንበል, - የጭንቀት መለኪያ. ለአይዞሮፒክ ቁስ, ቴንሶር ሲ ijklሁለት ገለልተኛ ቅንጅቶችን ብቻ ይይዛል።

ህጉ እንዴት ተገኘ፡ በሙከራ መረጃ መሰረት ወይም በንድፈ ሀሳብ፡-

ሕጉ በ 1660 በእንግሊዛዊው ሳይንቲስት ሮበርት ሁክ (ሁክ) በአስተያየቶች እና ሙከራዎች ላይ ተመስርቷል. በ1678 በታተመው ሁክ “De potentia restitutiva” በተሰኘው ድርሰቱ ላይ እንደገለፀው ግኝቱ ከ18 ዓመታት በፊት በእርሳቸው የተሰራ ሲሆን በ1676 ደግሞ በሌላ መጽሃፍቱ ውስጥ “ceiiinossttuv” በሚለው አናግራም ሽፋን ተደረገ። "ኡት ተንሲኦ ሲክ ቪስ" . እንደ ደራሲው ማብራሪያ፣ ከላይ የተጠቀሰው የተመጣጠነ ህግ ለብረታ ብረት ብቻ ሳይሆን ለእንጨት፣ ለድንጋይ፣ ለቀንድ፣ ለአጥንት፣ ለመስታወት፣ ለሐር፣ ለፀጉር ወዘተ.

ሕጉ በተቀረጸበት መሠረት ልምድ ያላቸው እውነታዎች፡-

ታሪክ ስለዚህ ጉዳይ ዝም ይላል..

በንድፈ ሀሳቡ መሰረት የተቀረፀውን የህግ ትክክለኛነት የሚያረጋግጡ ሙከራዎች፡-

ህጉ የተዘጋጀው በሙከራ መረጃ መሰረት ነው። በእርግጥ ፣ አካል (ሽቦ) ከተወሰነ የግትርነት ቅንጅት ጋር ሲዘረጋ ክወደ ርቀት Δ ኤልከዚያም ምርታቸው ሰውነትን (ሽቦን) ከሚዘረጋው ኃይል ጋር እኩል ይሆናል. ይህ ግንኙነት እውነት ይሆናል, ነገር ግን ለሁሉም ቅርጻ ቅርጾች ሳይሆን ለትንንሽ. በትልልቅ ለውጦች፣ ሁክ ህግ መተግበሩን ያቆማል እና አካሉ ይወድቃል።

ሕጉን የመጠቀም እና የሕጉን ውጤት በተግባር የመጠቀም ምሳሌዎች፡-

እንደ ሁክ ህግ፣ የፀደይ ማራዘም በእሱ ላይ የሚሠራውን ኃይል ለመዳኘት ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። ይህ እውነታ ዳይናሞሜትር በመጠቀም ኃይሎችን ለመለካት ጥቅም ላይ ይውላል - ለተለያዩ የኃይል እሴቶች የተስተካከለ መስመራዊ ሚዛን ያለው ምንጭ።

ስነ-ጽሁፍ.

1. የኢንተርኔት መርጃዎች፡ - Wikipedia ድህረ ገጽ (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%93%D1%83 % D0%BA%D0%B0)።

2. የፊዚክስ ፔሪሽኪን አ.ቪ. 9 ኛ ክፍል

3. በፊዚክስ V.A ላይ የመማሪያ መጽሐፍ. Kasyanov 10 ኛ ክፍል

4. ስለ ሜካኒክስ Ryabushkin D.S.