Сила упругости

В природе все взаимосвязано и непрерывно взаимодействует друг с другом. Каждая ее часть, каждый ее компонент и элемент постоянно подвергается воздействию целого комплекса сил.

Несмотря на то, что количество сил в природе достаточно велико, все их можно разделить на четыре типа:

1. Силы гравитационного характера.

2. Силы электромагнитного характера.

3. Силы сильного типа.

4. Силы слабого типа.

Гравитационные силы становятся хорошо заметными лишь в масштабах космоса. Силы электромагнитного характера – это силы, которые проявляются при взаимодействии частиц, имеющих определенные электрические заряды.

Сила упругости – это одна из самых значимых сил в природе. Когда какое-нибудь тело подвергается процессу деформации, то внутри него возникает особая сила, которая равна силе деформации, но с противоположным знаком. Сила упругости направлена против деформации тела. Ее разновидностями являются сила натяжения, сила реакции опоры.


В физике есть такое понятие, как упругая деформация. Упругая деформация – это такое явление деформации, при котором она исчезает после того, как прекращают действовать внешние силы. После такой деформации тело принимает свою изначальную форму. Таким образом, сила упругости, определение которой говорит, что она возникает в теле после упругой деформации, является потенциальной силой. Потенциальная сила, или консервативная сила – это такая сила, у которой ее работа не может быть зависимой от ее траектории, а зависит только от начальной и конечной точки приложения сил. Работа консервативной или потенциальной силы по замкнутой траектории будет равна нулю.

Можно сказать, что сила упругости имеет электромагнитную природу. Эту силу можно оценить как макроскопическое проявление взаимодействия между молекулами вещества или тела. В любом случае, при котором происходит либо сжатие, либо растяжение тела, проявляется сила упругости. Она направлена против силы, производящей деформацию, в направлении, противоположном смещению частиц данного тела, и перпендикулярна поверхности тела, подвергающегося деформации. Также и вектор этой силы направлен в сторону, противоположную деформации тела (смещению его молекул).


Вычисление значения силы упругости, возникающей в теле при деформации, происходит по закону Гука. Согласно ему, сила упругости равна произведению жесткости тела на изменение коэффициента деформации этого тела. По закону Гука, возникающая при определенной деформации тела или вещества сила упругости прямо пропорциональна удлинению этого тела, а направлена она в сторону, противоположную направлению, по которому перемещаются частицы данного тела относительно остальных частиц в момент деформации.

Показатель жесткости определенного тела или пропорциональный коэффициент зависит от материала, который используется для изготовления тела. Также жесткость зависит от геометрических пропорций и формы данного тела. В отношении силы упругости существует еще такое понятие, как механическое напряжение. Таким напряжением называют отношение модуля силы упругости к единице площади в данной точке рассматриваемого сечения. Если связать закон Гука с напряжением этого типа, то его формулировка прозвучит несколько иначе. Напряжение механического типа, которое возникает в теле при его деформации, всегда пропорционально относительному удлинению этого тела. Необходимо иметь в виду, что действие закона Гука ограничено только небольшими деформациями. Существуют пределы деформации, при которых действует данный закон. Если же они будет превышены, то сила упругости будет вычисляться по сложным формулам вне зависимости от закона Гука.

 

 

 

Формула расчета силы. Сила - формула расчета (физика)
В статье рассмотрено основополагающее физическое понятие - сила. Взаимодействие тел, веществ, полей позволяет описать практически все явления природы.
далее
Силы в механике. Единица силы в механике
Силы в механике наиболее часто проявляют себя в таком ее подразделе, как динамика. Именно там изучается движение тел с учетом сил, действующих на них. О том, что представляют собой силы в механике, какую природу они имеют и как их можно рассчитать, ...
далее
Механическое напряжение тел - определение и формула расчета, свойства ...
При взаимодействии твердых тел с различными внешними факторами могут возникать изменения, как внутренние, так и внешние. Одним из примеров такого изменения является механическое напряжение, возникающее внутри тела.
далее
Взаимодействие тел. Определение и виды
Статья описывает способы и виды взаимодействия различных тел между собой. Как и почему взаимодействуют между собой различные физические тела?
далее
Модуль Юнга и его основной физический смысл
Параметр модуль Юнга, или модуль продольной упругости, необходим при различных расчетах для получения показателя жесткости материалов при деформациях растяжения-сжатия, а также при изгибе, который довольно часто используется в расчетах на устойчивость.
далее
Модуль Юнга и его основной физический смысл
Как сделать тело упругим и подтянутым в домашних условиях?
У кого-то пышная грудь и тонкая талия, кому-то достались от природы стройные ноги и вовсе не плоский животик - все женщины разные. Но всех объединяет желание иметь упругое тело, гладкую кожу и рельефные формы. Современной женщине доступны всевозможные косметологические средства, направленные на борьбу с целлюлитом. Однако действительно ли они помогают?
далее
Как сделать тело упругим и подтянутым в домашних условиях?
Механические волны: источник, свойства, формулы
Представить, что такое механические волны, можно, бросив в воду камень. Круги, возникающие на ней и являющиеся чередующимися впадинами и гребнями, - это пример механических волн. В чем их сущность?
далее
Механические волны: источник, свойства, формулы