Силы упругости

Под действием силы тело может деформироваться. При изменениях взаимных положений атомов и молекул в твёрдом теле в результате его деформации электромагнитные силы стремятся вернуть атомы в начальное положение.

Деформация – это изменение формы или размеров тела под действием внешней силы.

Существуют два вида деформации – упругая деформация и неупругая (пластична) деформация.

При упругой деформации форма и размеры тела после окончания действия силы такие же, как до начала действия силы (т.е. деформация исчезает после окончания действия силы).

Модуль силы упругости:

— обозначается Fупр.

В процессе упругой деформации в теле возникает сила упругости .

Сила упругости стремится вернуть тело в начальное (недеформированное) состояние. Сила упругости равна по модулю и противоположна по направлению деформирующей силе (рисунок 45).

В случае малых упругих деформаций силы упругости подчиняются закону Гука.

Сила упругости, возникающая при деформации, пропорциональна удлинению (сжатию) тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещению частиц тела при деформации:

Последняя формула выражает закон Гука.

При упругой деформации сила упругости прямо пропорциональна абсолютной деформации тела.

Направление силы упругости всегда противоположно направлению внешних сил/

ΔX=X-Xo– абсолютная деформация (изменение длины пружины, стержня, жгута — рисунок 45); k – коэффициент пропорциональности, который называется коэффициентом упругости или коэффициентом жёсткости пружины.

Коэффициент жёсткости пружины k

– зависит:

1) от материала, из которого сделана пружина;

2) от размеров пружины;

3) от начальной длины и площади поверхностного сечения.

– единица измерения в СИ: [Н/м]– ньютон на метр.

Величину абсолютной деформации Δx, мы можем измерить линейкой. Неупругая деформация (остаточная деформация). Деформация, которая остаётся после приложения к телу внешней силы.

Прибор, который состоит из пружины и шкалы и используется для измерения силы, называется динамометром (рисунок 46).