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).