- Шта је сила еластичности?
- Формуле
- Кинетичка и потенцијална енергија односе се на еластичну силу
- Добијање потенцијалне енергије
- Референце
Еластични сила је сила која је објекат испољава се одупру промену у својим обликом. Манифестира се у објекту који има тенденцију да поврати свој облик када је под дејством силе деформације.
Еластична сила се назива и обновитељска сила јер се противи деформацији ради враћања предмета у равнотежни положај. Преношење еластичне силе је кроз честице које чине предмете.
Еластична сила опруге
На пример, када се метална опруга компримира, врши се сила која гура честице опруге, смањујући раздвајање међу њима, у исто време се честице одупиру притиску притискајући силу супротну компресији.
Ако се уместо притиска опруге повуче, истеже, честице које га чине одвојене су више. Исто тако, честице се одупиру одвајању вршећи силу супротну од истезања.
Предмети који имају својство враћања оригиналног облика супротстављањем сили деформације називају се еластичним предметима. Опруге, гумене траке и бунгее каблови су примери еластичних предмета.
Шта је сила еластичности?
Еластична сила ( Ф к ) је сила коју предмет врши да би повратио своје стање природне равнотеже након што је на њега утицала спољна сила.
Да би се анализирала сила еластичности, узет ће у обзир идеални систем опружне масе који се састоји од водоравно постављене опруге причвршћене на једном крају на зид, а на другом крају у блок занемарљиве масе. Остале силе које делују на систем, попут силе трења или силе гравитације, неће бити узете у обзир.
Ако се на масу врши хоризонтална сила, усмерена према зиду, она се преноси према опрузи, компримирајући је. Опруга прелази из свог равнотежног положаја у нови положај. Како објект тежи да остане у равнотежи, манифестује се еластична сила у опругу која се супротставља примењеној сили.
Помак означава колико се опруга деформирала и еластична сила је пропорционална том помаку. Како се опруга стисне, варијација положаја се повећава и посљедично се повећава и еластична сила.
Што се опруга више компримира, то је већа супротстављена сила док не достигне тачку у којој је примењена сила и равнотежа еластичне силе, што значи да систем опружне масе престаје да се креће. Када престанете са применом силе, једина сила која делује је еластична сила. Ова сила убрзава опругу у супротном смеру од деформације све док не поново успостави равнотежу.
Исто се дешава и при истезању опруге, повлачењу масе водоравно. Опруга се истегне и одмах покаже силу пропорционалну померању који се супротставља растезању.
Формуле
Формула еластичне силе изражена је Хоокеовим законом. Овај закон каже да је линеарна еластична сила коју делује на објект пропорционална помаку.
Ф к = -к.Δ с
Ф к = еластична сила
Хоокеов закон. Еластична сила пропорционална растезању.
Негативни знак у једначини означава да је еластична сила опруге у супротном смеру од силе која је изазвала помицање. Константа пропорционалности к је константа која зависи од врсте материјала од кога се израђује опруга. Јединица константе к је Н / м.
Еластични предмети имају границу еластичности која ће зависити од константе деформације. Ако се испружи преко границе еластичности, трајно ће се деформисати.
Једнаџба и се односи на мале помаке опруге. Када су помаци већи, додају се изрази са већом снагом к .
Кинетичка и потенцијална енергија односе се на еластичну силу
Еластична сила делује на опругу померајући је према равнотежном положају. Током овог процеса потенцијална енергија система опружне масе се повећава. Потенцијална енергија због рада еластичне силе изражена је у једначини.
Потенцијална енергија је изражена у Јоулес (Ј).
Када се сила деформације не примени, опруга се убрзава према равнотежном положају, смањујући потенцијалну енергију и повећавајући кинетичку енергију.
Кинетичка енергија система опруге масе, кад достигне положај равнотеже, одређује се једначином.
Опруга константа опруге је 35Н / м.
За деформирање опруге за 5цм потребно је 1,75 Н силе.
Колика је константа одступања опруге која се протеже 20 цм дејством силе 60Н?
Опруга константа опруге износи 300Н / м
Добијање потенцијалне енергије
Колика се потенцијална енергија односи на рад еластичне силе опруге која је компримирана 10цм и чија константа деформације износи 20Н / м?
Еластична сила опруге је -200Н.
Ова сила делује на опрузи да би је померала у равнотежни положај. Радећи овај посао повећава потенцијалну енергију система.
Потенцијална енергија се израчунава једначином
Референце
- Киттел, Ц, Книгхт, ВД и Рудерман, М А. Механика. САД: Мц Грав Хилл, 1973, вол. И
- Рама Редди, К, Бадами, СБ и Баласубраманиан, В. Осцилације и таласи. Индиа: Университиес Пресс, 1994.
- Мурпхи, Ј. Физика: разумевање својстава материје и енергије. Нев Иорк: Британница Едуцатионал Публисхинг, 2015.
- Гиордано, Н Ј. Физика факултета: Образложење и односи. Канада: Броокс / Цоле, 2009.
- Валкер, Ј, Халлидаи, Д и Ресницк, Р. Основе физике. САД: Вилеи, 2014.