Упругие силы

Электромагнитные силы в механике проявляют себя как упругие силы и силы трения.

Под действием внешних сил возникают деформации (от лат. defor- matio - искажение), т. е. смещение частиц тела из равновесных положений. Если после прекращения действия внешних сил восстанавливаются прежние форма и размеры тела, то деформация называется упругой. Деформация имеет упругий характер в случае, если внешняя сила не превосходит определенного значения, называемого пределом упругости. При превышении этого предела деформация становится пластичной, или неупругой, т. е. первоначальные размеры и форма тела полностью не восстанавливаются.

Рассмотрим упругие деформации.

В деформированном теле (рис. 4.3) возникают упругие силы, уравновешивающие внешние силы. Под действием внешней силы пружина получает удлинение дг, в результате в ней возни кает упругая сила Fynp, уравновешивающая Fm.

Упругие силы возникают во всей деформированной пружине. Любая часть пружины действует на другую часть с силой упругости Fynp.

Сжатие или растяжение пружины под действием внешней силы F

Рис. 4.3. Сжатие или растяжение пружины под действием внешней силы Fm: сила упругости Fynp уравновешивает внешнюю силу FeH, Fy„p = - FeH

Удлинение пружины пропорционально внешней силе и определяется законом Гука:

где к - жесткость пружины. Видно, что чем больше к, тем меньшее удлинение получит пружина под действием данной силы.

Гук Роберт (1635-1703) - знаменитый английский физик, сделавший множество изобретений и открытий в области механики, термодинамики, оптики. Установил постоянные точки термометра - точку таяния льда, точку кипения воды. Усовершенствовал микроскоп, что позволило ему осуществить ряд микроскопических исследований, в частности наблюдать тонкие слои в световых пучках, изучать строение растений. Положил начало физической оптике.

Т. к. упругая сила отличается от внешней только знаком, т. е. F = —FBH, закон Гука можно записать в виде

Потенциальная энергия упругой пружины равна работе, совершенной над пружиной.

Так как сила не постоянна, элементарная работа dA = Fdx, или dA = -kxdx.

Тогда полная работа, которая совершена пружиной, равна'.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >