กฎของฮุคและแรงยืดหยุ่น - การศึกษาและการเปลี่ยนแปลง

เธ กฎของฮุค มันขึ้นอยู่กับการเคลื่อนไหวเฉพาะที่สร้างขึ้นโดยสปริง จากการศึกษาครั้งนี้ ได้มีการนำเสนอวิธีการพัฒนาระบบนี้บนกระดาษ

ฤดูใบไม้ผลิคืออะไร?

สปริงเป็นวัตถุที่สามารถเสียรูปได้ด้วยแรง และหลังจากนั้นก็จะกลับเป็นรูปร่างเดิมเมื่อแรงนี้ถูกถอน

โมแลมมีหลายรูปแบบ แต่ที่รู้จักกันดีที่สุดคือโลหะเฮลิคอล สปริงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้และมีความสำคัญในอุปกรณ์ทางกลเกือบทั้งหมด ทั้งแบบธรรมดาและแบบซับซ้อน

เธ กฎของฮุค แสดงว่าสปริงมีค่าคงตัวยืดหยุ่นที่เรียกว่า k ค่าคงที่นี้เป็นไปตามขีดจำกัดที่การเสียรูปของสปริงจะถาวร

ไกลแค่ไหน กฎของฮุค ถูกต้อง ถ้าสปริงถูกยืดหรือบีบอัดและกลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้น ที่สมดุล

F = -k.x

k = ค่าคงที่สัดส่วน

x = ตัวแปรอิสระ

ด้วยสมการนี้ สามารถสรุปได้ว่าแรงเป็นลบ ตรงข้ามกับแรงที่กระทำ และยิ่งการยืดตัวของสปริงมากเท่าใด ความเข้มของแรงที่อยู่ตรงข้ามกับแรงที่กระทำไปแล้วก็จะยิ่งมากขึ้น

ไม่มีเวทมนตร์ในรูปของคอยล์สปริงในการเคลื่อนที่เหมือนสปริง ความยืดหยุ่นหรือความนุ่มนวลของวัตถุเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของเกลียวที่ใช้ทำสปริง

ลวดตรงที่เป็นโลหะก็จะกลับคืนสู่รูปร่างเดิมหลังจากถูกยืดและบิด แต่ลวดเกลียวใช้พื้นที่น้อยกว่ามาก ทำให้สะดวกต่อการใช้งานกับเครื่องจักร

ดูด้วย: กฎของฟาราเดย์

วัสดุผิดรูป

เมื่อวัสดุมีแรงกระทำต่อวัสดุนั้น วัสดุสามารถยืดหรือบีบอัดอันเป็นผลมาจากแรงนี้ ตัวอย่างนี้คือยาง

ในกลศาสตร์ ความสำคัญอยู่ที่แรงตึง ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นแรงที่กระทำต่อหน่วยพื้นที่ หน่วยนี้แสดงด้วยอักษรกรีกซิกมา

ขนาดของการยืดตัว/การบีบอัดที่เกิดขึ้นในขณะที่วัสดุตอบสนองต่อความเค้นที่กระทำเรียกว่าความเครียด หน่วยนี้แสดงด้วยตัวอักษร epsilon do ตัวอักษรกรีก

การวัดการเสียรูปทำได้โดยอัตราส่วนระหว่างความแปรผันของความยาวและความยาวเริ่มต้น วัสดุทั้งหมดทำปฏิกิริยาในลักษณะเฉพาะต่อความเครียด

วิศวกรจำเป็นต้องรู้วิธีเลือกวิชาที่คาดการณ์ได้ภายใต้ความเครียดที่คาดหวัง การเสียรูปที่เกิดขึ้นในวัสดุเกือบทั้งหมดขึ้นอยู่กับพันธะเคมีที่อยู่ภายใน

ขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางเคมีและพันธะซึ่งขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของวัสดุ จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกถอดออกจะขึ้นอยู่กับระยะที่อะตอมเดินทาง

การเปลี่ยนรูปยืดหยุ่น

เกิดขึ้นเมื่อดึงแรงตึงบนวัสดุออกและกลับคืนสู่ขนาดปกติ

การเปลี่ยนรูปพลาสติก

เป็นแรงที่กระทำต่อวัสดุที่ทำให้เกิดแรงตึงในวัสดุ ความตึงเครียดนี้ยิ่งใหญ่มากจนวัสดุไม่กลับสู่ขนาดเดิมเมื่อดึงความตึงเครียดนี้ออก ค่าที่น้อยที่สุดของหน่วยความเครียดพลาสติกเรียกว่าขีดจำกัดความยืดหยุ่นของวัสดุ .

สปริงทุกอันที่ใช้ในเครื่องจักรทำงานถูกผลิตขึ้นเพื่อไม่ให้พลาสติกเสียรูป

การเรียนของฮุก

ในศตวรรษที่ 17 กายภาพ โรเบิร์ต ฮุก ตระหนักว่าเส้นกราฟความเค้น-ความเครียดของวัสดุหลายชนิดมีขอบเขตพฤติกรรมเชิงเส้น

ภายในขอบเขตบางประการ แรงที่ใช้ในการทำให้วัตถุยืดหยุ่นได้ เช่น สปริงโลหะผิดรูป จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการเสียรูปของสปริง

โดยทั่วไปในการคำนวณส่วนแบ่งนี้ของ this กฎของฮุคเครื่องหมายลบจะถูกเพิ่ม เพื่อแสดงว่าแรงคืนตัวเนื่องจากสปริงอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงที่ทำให้เกิดการกระจัด

การดึงสปริงลงจะทำให้สปริงยืดออกซึ่งจะส่งผลให้มีแรงขึ้นเนื่องจากสปริง

ทิศทางของแรงคืนถูกระบุเมื่อแก้ไขปัญหาในระบบกลไกที่เกี่ยวข้องกับความยืดหยุ่น

ดูสิ่งนี้ด้วย: พลังงานไฟฟ้า

โมดูลัสรุ่นเยาว์และชุดสปริง

โมดูลัสของ Young หรือที่รู้จักในชื่อโมดูลัสยืดหยุ่นที่สร้างขึ้นโดยนักฟิสิกส์ Thomas Young ในศตวรรษที่ 17 วัดความแข็งแรงของวัสดุด้วยฟังก์ชันการบิดงอแบบยืดหยุ่น

ยิ่งวัสดุมีความแข็งมากเท่าใด โมดูลัสของ Young ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

_____

กฎของฮุคคืออะไร? ความแข็งแรงยืดหยุ่น

แรงยืดหยุ่นในสปริง (กฎของฮุค) - แก้ไขแบบฝึกหัด