Prujinaning elastik kuchi. Matematik shakldagi Guk qonuni

Ko'rsatmalar

Dinamometrni tanaga ulang va uni tortib oling, tanani deformatsiyalang. Dinamometr ko'rsatadigan kuch kattaligi bo'yicha tanaga ta'sir etuvchi elastik kuchga teng bo'ladi. Elastik kuch uning cho'zilishi bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsional va deformatsiyaga qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltirilganligini aytadigan Guk yordamida qattiqlik koeffitsientini toping. F kuchning qiymatini chizg‘ich yoki lenta bilan o‘lchangan x jismning cho‘zilishi k=F/x ga bo‘lish orqali qattiqlik koeffitsientini hisoblang. Deformatsiyalangan jismning cho'zilishini topish uchun uning dastlabki uzunligidan deformatsiyalangan tananing uzunligini ayirish kerak. N/m da qattiqlik koeffitsienti.

Agar sizda dinamometr bo'lmasa, deformatsiyalanadigan tanadan ma'lum massa yukini osib qo'ying. Tananing elastik deformatsiyalanishiga va yiqilmasligiga ishonch hosil qiling. Bunday holda, yukning og'irligi tanaga ta'sir qiluvchi elastik kuchga teng bo'ladi, uning qattiqlik koeffitsientini topish kerak, masalan, . Qattiqlik koeffitsientini m massa va tezlanish ko'paytmasini bo'lish orqali hisoblang erkin tushish g≈9,81 m/s² tananing cho'zilishi x uchun, k=m g/x. Oldingi usulda taklif qilingan usul yordamida cho'zilishni o'lchang.

Misol. 3 kg yuk ostida 20 sm uzunlikdagi buloq 26 sm ga aylanadi, uni aniqlang. Avval bahor kengaytmasini toping. Buning uchun cho'zilgan prujinaning uzunligidan uning normal holatdagi uzunligini ayirib oling x=26-20=6 sm=0,06 m. Qattiqlikni tegishli formuladan foydalanib hisoblang k=m g/x=3 9,81/0,06≈500. N / m.

Va endi ba'zi maslahatlar. Kamaytirish uchun qattiqlik suv sizning , distillangan yoki toza qo'shing yomg'ir suvi, elodea va hornwort kabi maxsus o'simliklardan foydalaning. Bundan tashqari, suvni muzlatish yoki yaxshi qaynatish mumkin. Birinchi holda, u past havzaga quyiladi va sovuqqa duchor bo'ladi. Idishning yarmigacha muzlashi bilan muz parchalanadi va eriganidan keyin ishlatiladi. Ikkinchisida, suv bir soat davomida emalli idishda qaynatiladi, undan keyin sovushiga ruxsat beriladi va "yuqori" ning uchdan ikki qismi ishlatiladi. suv.

Mavzu bo'yicha video

Deformatsiya natijasida jismoniy tana Har doim unga qarshi turadigan, tanani asl holatiga qaytarishga harakat qiladigan kuch bor. Buni aniqlang kuch elastiklik eng oddiy holatda Guk qonuniga ko'ra mumkin.

Ko'rsatmalar

Kuch elastiklik, deformatsiyalangan jismga ta'sir etuvchi, uning atomlari orasidagi elektromagnit o'zaro ta'sir natijasida paydo bo'ladi. Mavjud har xil turlari deformatsiyalar: / cho'zish, kesish, egilish. Tashqi kuchlar ta'sirida tananing turli qismlari boshqacha harakat qiladi, shuning uchun buzilish va kuch elastiklik, bu avvalgi holatga qaratilgan.

Ob'ektning o'qi bo'ylab tashqi kuch yo'nalishi bo'yicha valentlik / siqish deformatsiyasi. Bu uzun shaklga ega bo'lgan novda, buloq yoki boshqa tana bo'lishi mumkin. Buzilgan bo'lsa, tasavvurlar o'zgaradi va kuch elastiklik tana zarralarining o'zaro siljishiga proportsionaldir: Fcontrol = -k ∆x.

Bu Huk qonuni deb ataladi, lekin u har doim ham amal qilmaydi, faqat ∆x ning nisbatan kichik qiymatlari uchun amal qiladi. K qiymati qattiqlik deb ataladi va N / m da ifodalanadi. Bu koeffitsientga bog'liq manba material tanasi, shuningdek shakli va o'lchami, u kesma bilan proportsionaldir.

Kesish deformatsiyasi vaqtida tananing hajmi o'zgarmaydi, lekin uning qatlamlari bir-biriga nisbatan o'zgaradi. Kuch elastiklik koeffitsientining mahsulotiga teng elastiklik bevosita bog'liq bo'lgan siljish bilan ko'ndalang kesim jism, tashqi kuch ta'sir etuvchi yo'nalishdagi o'q va tangens orasidagi burchak bilan: Fcontrol = D a.

Elastik kuchlar va deformatsiyalar

Ta'rif 1

Jismning deformatsiyasi natijasida vujudga keladigan va uni dastlabki holatiga qaytarishga intiladigan kuch elastik kuch deyiladi.

Barcha jismlar moddiy dunyo turli xil deformatsiyalarga duchor bo'ladi. Deformatsiyalar harakat tufayli yuzaga keladi va natijada tana zarralarining bir-biriga nisbatan holati o'zgaradi. Qaytarilish darajasiga ko'ra biz quyidagilarni ajratishimiz mumkin:

• elastik yoki qaytariladigan deformatsiyalar;
• plastik (qoldiq) yoki qaytarilmas deformatsiyalar.

Deformatsiyaga olib keladigan kuchlar ta'sirini tugatgandan so'ng, tana o'zining dastlabki parametrlarini tiklagan hollarda, deformatsiya elastik deb ataladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, elastik deformatsiya paytida tashqi kuchning tanaga ta'siri elastik chegaradan oshmaydi. Shunday qilib, elastik kuchlar tanaga tashqi ta'sirni qoplaydi.

Aks holda, deformatsiya plastik yoki qoldiqdir. Bunday tabiatning ta'siriga duchor bo'lgan tana o'zining asl hajmi va shaklini tiklamaydi.

Jismlarda paydo bo'ladigan elastik kuchlar plastik deformatsiyani keltirib chiqaradigan kuchlarni to'liq muvozanatlashtira olmaydi.

Umuman olganda, bir qator oddiy deformatsiyalar ajralib turadi:

• cho'zish (siqish);
• egilish;
• siljish;
• burilish.

Qoida tariqasida, deformatsiyalar ko'pincha taqdim etilgan ta'sirning bir nechta turlarining kombinatsiyasi bo'lib, bu barcha deformatsiyalarni ikkita eng keng tarqalgan turga, ya'ni kuchlanish va kesishga kamaytirishga imkon beradi.

Elastik kuchlarning xususiyatlari

Birlik maydoniga ta'sir etuvchi elastik kuch moduli kuchlanish (mexanik) deb ataladigan fizik miqdordir.

Mexanik kuchlanish kuch qo'llash yo'nalishiga qarab quyidagilar bo'lishi mumkin:

• normal (sirtga normal yo'naltirilgan, $s$);
• tangensial (sirtga yoʻnaltirilgan tangens, $t$).

Eslatma 1

Deformatsiya darajasi miqdoriy o'lchov - nisbiy deformatsiya bilan tavsiflanadi.

Shunday qilib, masalan, novda uzunligining nisbiy o'zgarishi formula bilan tavsiflanishi mumkin:

$e=\frac(\Delta l)(l)$,

va nisbiy uzunlamasına kuchlanish(siqish):

$e’=\frac(\Delta d)(d)$, bu yerda:

$l$ - uzunlik, $d $ - novda diametri.

$e$ va $e’$ deformatsiyalari bir vaqtda sodir boʻladi va mavjud qarama-qarshi belgilar, cho'zilganida tananing uzunligining o'zgarishi ijobiy, diametrining o'zgarishi esa salbiy bo'lishi sababli; tananing siqilishi bilan bog'liq hollarda, belgilar teskari tomonga o'zgaradi. Ularning munosabatlari quyidagi formula bilan tavsiflanadi:

Bu yerda $m$ - materialning xossalariga qarab Puasson nisbati.

Guk qonuni

O'z tabiatiga ko'ra, elastik kuchlar elektromagnit emas, balki asosiy kuchlar, va shuning uchun ular taxminiy formulalar bilan tavsiflanadi.

Shunday qilib, kichik deformatsiyalar uchun nisbiy cho'zilish va kuchlanish proportsional ekanligi empirik tarzda aniqlangan yoki

Bu yerda $E$ proportsionallik koeffitsienti, uni Yang moduli deb ham ataladi. U nisbiy cho'zilish birlikka teng bo'lgan qiymatni oladi. Young moduli boshiga nyutonlarda o'lchanadi kvadrat metr(paskal).

Guk qonuniga ko'ra, elastik deformatsiya paytida novda cho'zilishi sterjenga ta'sir qiluvchi kuchga proportsional yoki:

$F=\frac(ES)(l)\Delta l=k\Delta l$

$k$ qiymati elastiklik koeffitsienti deb ataladi.

Deformatsiya qattiq moddalar faqat proportsionallik chegarasigacha Guk qonuni bilan tavsiflanadi. Ortib borayotgan kuchlanish bilan deformatsiya chiziqli bo'lishni to'xtatadi, ammo elastik chegaraga etgunga qadar qoldiq deformatsiyalar sodir bo'lmaydi. Shunday qilib, Guk qonuni faqat elastik deformatsiyalar uchun amal qiladi.

Plastik deformatsiyalar

Ta'sir qiluvchi kuchlarning yanada ortishi bilan qoldiq deformatsiyalar paydo bo'ladi.

Ta'rif 2

Ma'nosi mexanik stress, bunda sezilarli qoldiq deformatsiya sodir bo'ladi, bu oqim kuchlanishi ($st$) deb ataladi.

Bundan tashqari, deformatsiya darajasi maksimal kuchga ($sr$) erishilgunga qadar, tana vayron bo'lganida, stressni oshirmasdan ortadi. Agar jismning dastlabki holatiga qaytishini grafik tarzda tasvirlasak, u holda $st$ va $sr$ nuqtalari orasidagi maydon chiqim hududi (plastik deformatsiya hududi) deb ataladi. Ushbu maydonning o'lchamiga qarab, barcha materiallar viskozlarga bo'linadi, ularda hosil maydoni sezilarli bo'ladi va mo'rt bo'lib, unda hosil maydoni minimal bo'ladi.

E'tibor bering, ilgari biz sirtga normal yo'nalishda qo'llaniladigan kuchlarning ta'sirini ko'rib chiqdik. Agar tashqi kuchlar tangensial qo'llanilsa, kesish deformatsiyasi sodir bo'ladi. Bunday holda, tananing har bir nuqtasida birlik maydoniga kuch moduli bilan belgilanadigan tangensial stress paydo bo'ladi yoki:

$t=\frac(F)(S)$.

Nisbiy siljish, o'z navbatida, quyidagi formula yordamida hisoblanishi mumkin:

$g=\frac(1)(G)t$, bu yerda $G$ - siljish moduli.

Kesish moduli tangensial kuchlanish qiymatini oladi, bunda kesish qiymati birlikka teng; $G$ kuchlanish bilan bir xil tarzda, paskallarda o'lchanadi.

Guk qonuni 17-asrda ingliz Robert Guk tomonidan kashf etilgan. Prujinaning cho'zilishi haqidagi bu kashfiyot elastiklik nazariyasi qonunlaridan biri bo'lib, fan va texnikada muhim rol o'ynaydi.

Guk qonunining ta’rifi va formulasi

Ushbu qonunning formulasi quyidagicha: jismning deformatsiyalanish momentida paydo bo'ladigan elastik kuch tananing cho'zilishi bilan mutanosib bo'lib, bu jismning zarrachalarining deformatsiya paytida boshqa zarrachalarga nisbatan harakatiga qarama-qarshi yo'naltiriladi.

Qonunning matematik yozuvi quyidagicha ko'rinadi:

Guruch. 1. Guk qonunining formulasi

Qayerda Fupr- mos ravishda elastik kuch, x– tananing cho'zilishi (tananing asl uzunligi o'zgargan masofa) va k– tananing qattiqligi deb ataladigan mutanosiblik koeffitsienti. Kuch Nyutonda o'lchanadi, jismning cho'zilishi esa metr bilan o'lchanadi.

Qattiqlikning jismoniy ma'nosini ochib berish uchun siz oldin k uchun ifodani olgan holda, Xuk qonuni formulasida cho'zilish o'lchanadigan birlikni - 1 m bilan almashtirishingiz kerak.

Guruch. 2. Tananing qattiqligi formulasi

Bu formuladan ko'rinib turibdiki, jismning qattiqligi 1 m ga deformatsiyalanganda jismda (prujkada) yuzaga keladigan elastik kuchga son jihatdan tengdir tana undan yaratilgan.

Elastik kuch

Endi biz Guk qonunini qaysi formulada ifodalashini bilamiz, uning asosiy qiymatini tushunishimiz kerak. Asosiy miqdor elastiklik kuchidir. Bu tananing deformatsiyasini boshlaganda, masalan, bahor siqilgan yoki cho'zilganida ma'lum bir vaqtda paydo bo'ladi. ga yuboriladi teskari tomon tortishish kuchidan. Elastik kuch va tanaga ta'sir qiluvchi tortishish kuchi tenglashganda, tayanch va tana to'xtaydi.

Deformatsiya - bu tananing kattaligi va uning shaklida sodir bo'ladigan qaytarilmas o'zgarish. Ular zarrachalarning bir-biriga nisbatan harakati bilan bog'liq. Agar odam o'tirsa oson stul, keyin stul deformatsiyalanadi, ya'ni uning xususiyatlari o'zgaradi. Bo'lib turadi har xil turlari: egilish, cho'zish, siqish, kesish, buralish.

Elastik kuch kelib chiqishi bo'yicha elektromagnit kuchlar bilan bog'liq bo'lganligi sababli, siz shuni bilishingiz kerakki, u molekulalar va atomlar - barcha jismlarni tashkil etuvchi eng kichik zarralar - bir-birini tortadi va qaytaradi. Agar zarrachalar orasidagi masofa juda kichik bo'lsa, u holda ularga itaruvchi kuch ta'sir qiladi. Agar bu masofa oshirilsa, unda tortishish kuchi ularga ta'sir qiladi. Shunday qilib, jozibador va itaruvchi kuchlar orasidagi farq elastik kuchlarda namoyon bo'ladi.

Elastik kuchga yerning reaktsiya kuchi va tana vazni kiradi. Reaksiyaning kuchi alohida qiziqish uyg'otadi. Bu jism har qanday sirtga qo'yilganda unga ta'sir qiladigan kuchdir. Agar tana osilgan bo'lsa, u holda unga ta'sir qiluvchi kuch ipning kuchlanish kuchi deb ataladi.

Elastik kuchlarning xususiyatlari

Biz allaqachon aniqlaganimizdek, deformatsiya paytida elastik kuch paydo bo'ladi va u deformatsiyalangan sirtga qat'iy perpendikulyar bo'lgan asl shakl va o'lchamlarni tiklashga qaratilgan. Elastik kuchlar ham bir qator xususiyatlarga ega.

• ular deformatsiya paytida paydo bo'ladi;
• ular bir vaqtning o'zida ikkita deformatsiyalanadigan jismda paydo bo'ladi;
• ular tananing deformatsiyalangan yuzasiga nisbatan perpendikulyar.
• ular tana zarralarining siljishiga qarama-qarshidir.

Qonunning amalda qo'llanilishi

Guk qonuni texnik va yuqori texnologiyali qurilmalarda ham, tabiatning o'zida ham qo'llaniladi. Masalan, elastik kuchlar soat mexanizmlarida, transportda amortizatorlarda, arqonlarda, rezina bantlarda va hatto inson suyaklarida ham uchraydi. Huk qonunining printsipi kuchni o'lchash uchun ishlatiladigan dinamometrga asoslanadi.

"Kuch" so'zi shunchalik keng qamrovliki, unga aniq tushuncha berish deyarli imkonsiz vazifadir. Mushak kuchidan aql kuchigacha bo'lgan xilma-xillik unga kiritilgan tushunchalarning butun spektrini qamrab olmaydi. Jismoniy miqdor sifatida qaraladigan kuch aniq belgilangan ma'no va ta'rifga ega. Kuch formulasi matematik modelni belgilaydi: kuchning asosiy parametrlarga bog'liqligi.

Kuchlarni o'rganish tarixi parametrlarga bog'liqlikni aniqlash va bog'liqlikni eksperimental isbotlashni o'z ichiga oladi.

Fizikadagi kuch

Kuch jismlarning o'zaro ta'sirining o'lchovidir. Jismlarning bir-biriga o'zaro ta'siri jismlarning tezligi yoki deformatsiyasining o'zgarishi bilan bog'liq jarayonlarni to'liq tavsiflaydi.

Jismoniy miqdor sifatida kuch o'lchov birligiga (SI tizimida - Nyuton) va uni o'lchash uchun moslama - dinamometrga ega. Kuch o'lchagichning ishlash printsipi tanaga ta'sir qiluvchi kuchni dinamometr prujinasining elastik kuchi bilan solishtirishga asoslangan.

Og'irligi 1 kg bo'lgan jism 1 soniyada tezligini 1 m ga o'zgartiradigan kuch 1 nyuton kuch deb hisoblanadi.

Belgilangan kuch:

• harakat yo'nalishi;
• qo'llash nuqtasi;
• modul, mutlaq qiymat.

O'zaro ta'sirni tavsiflashda ushbu parametrlarni ko'rsatishni unutmang.

Tabiiy o'zaro ta'sir turlari: gravitatsion, elektromagnit, kuchli, kuchsiz. Gravitatsion universal tortishish o'zining xilma-xilligi bilan - tortishish) massasi bo'lgan har qanday jismni o'rab turgan tortishish maydonlarining ta'siri tufayli mavjud. Gravitatsion maydonlarni o'rganish hali tugallanmagan. Hozircha dala manbasini topishning imkoni yo‘q.

Moddani tashkil etuvchi atomlarning elektromagnit o'zaro ta'siri tufayli ko'proq kuchlar paydo bo'ladi.

Bosim kuchi

Jism Yer bilan o'zaro ta'sir qilganda, u sirtga bosim o'tkazadi. Uning kuchi quyidagi shaklga ega: P = mg, tana massasi (m) bilan belgilanadi. Gravitatsiya tezlashishi (g) ga ega turli ma'nolar Yerning turli kengliklarida.

Vertikal bosim kuchi kattaligi bo'yicha teng va tayanchda paydo bo'ladigan elastik kuchga qarama-qarshidir. Kuch formulasi tananing harakatiga qarab o'zgaradi.

Tana vaznining o'zgarishi

Tananing Yer bilan o'zaro ta'siri tufayli tayanchga ta'siri ko'pincha tana vazni deb ataladi. Qizig'i shundaki, tana vaznining miqdori vertikal yo'nalishda harakatning tezlashishiga bog'liq. Tezlanish yo'nalishi tortishish tezlashishiga qarama-qarshi bo'lgan holatda og'irlikning ortishi kuzatiladi. Agar tananing tezlashishi erkin tushish yo'nalishiga to'g'ri kelsa, u holda tananing og'irligi kamayadi. Misol uchun, ko'tarilgan liftda bo'lish, ko'tarilish boshida odam bir muncha vaqt og'irlikning oshishini his qiladi. Uning massasi o'zgaradi, deyishning hojati yo'q. Shu bilan birga, biz "tana vazni" va uning "massasi" tushunchalarini ajratamiz.

Elastik kuch

Tananing shakli o'zgarganda (uning deformatsiyasi), tanani asl shakliga qaytarishga intiladigan kuch paydo bo'ladi. Bu kuchga "elastik kuch" nomi berildi. U tanani tashkil etuvchi zarrachalarning elektr o'zaro ta'siri natijasida paydo bo'ladi.

Keling, eng oddiy deformatsiyani ko'rib chiqaylik: kuchlanish va siqilish. Stretching o'sish bilan birga keladi chiziqli o'lchamlar jismlar, siqilish - ularning kamayishi bilan. Ushbu jarayonlarni tavsiflovchi miqdor tananing cho'zilishi deb ataladi. Uni “x” bilan belgilaymiz. Elastik kuch formulasi cho'zilish bilan bevosita bog'liq. Deformatsiyaga uchragan har bir jismning o'ziga xos geometrik va jismoniy parametrlar. Deformatsiyaga elastik qarshilikning tananing xususiyatlariga va u tayyorlangan materialga bog'liqligi elastiklik koeffitsienti bilan belgilanadi, keling, uni qattiqlik (k) deb ataymiz.

Elastik o'zaro ta'sirning matematik modeli Guk qonuni bilan tavsiflanadi.

Tananing deformatsiyasi paytida paydo bo'ladigan kuch tananing alohida qismlarining siljish yo'nalishiga qarshi qaratilgan va uning cho'zilishi bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir:

• F y = -kx (vektor yozuvida).

"-" belgisi deformatsiya va kuchning teskari yo'nalishini ko'rsatadi.

Skayar shaklda manfiy belgi yo'q. Elastik kuch, formulasi keyingi ko'rinish F y = kx, faqat elastik deformatsiyalar uchun ishlatiladi.

Magnit maydonning oqim bilan o'zaro ta'siri

Ta'sir qilish magnit maydon uchun to'g'ridan-to'g'ri oqim tasvirlangan bu holda, magnit maydon o'rnatilgan oqim bilan o'tkazgichga ta'sir qiladigan kuch Amper kuchi deb ataladi.

Magnit maydonning o'zaro ta'siri kuchning namoyon bo'lishiga olib keladi. Formulasi F = IBlsina bo'lgan Amper kuchi (B) ga, o'tkazgichning faol qismining uzunligi (l), (I) o'tkazgichdagi va oqim yo'nalishi va magnit induksiya orasidagi burchakka bog'liq. .

Oxirgi qaramlik tufayli, o'tkazgich aylantirilganda yoki oqim yo'nalishi o'zgarganda magnit maydonning ta'sir vektori o'zgarishi mumkinligi haqida bahslashish mumkin. Chap qo'l qoidasi harakat yo'nalishini aniqlash imkonini beradi. Agar chap qo'l magnit induksiya vektori kaftga tushadigan tarzda joylashtirilgan, to'rtta barmoq o'tkazgichdagi oqim bo'ylab yo'naltirilgan, keyin 90 ° egiladi. Bosh barmoq magnit maydonning ta'sir yo'nalishini ko'rsatadi.

Insoniyat bu ta'sir uchun ilovalarni topdi, masalan, elektr motorlarida. Rotorning aylanishini yaratgan magnit maydon hosil qiladi kuchli elektromagnit. Quvvat formulasi dvigatel quvvatini o'zgartirish imkoniyatini baholashga imkon beradi. Oqim yoki maydon kuchini oshirish bilan moment ortadi, bu esa vosita quvvatining oshishiga olib keladi.

Zarrachalarning traektoriyalari

Magnit maydonning zaryad bilan o'zaro ta'siri elementar zarrachalarni o'rganishda massa spektrograflarida keng qo'llaniladi.

Bu holatda maydonning harakati Lorentz kuchi deb ataladigan kuchning paydo bo'lishiga olib keladi. Muayyan tezlikda harakatlanuvchi zaryadlangan zarracha formulasi F = vBqsina bo'lgan magnit maydonga kirganda, zarrachaning aylana bo'ylab harakatlanishiga olib keladi.

Ushbu matematik modelda v - zarracha tezligi moduli, elektr zaryadi shundan - q, B - magnit maydon induksiyasi, a - tezlik va magnit induksiya yo'nalishlari orasidagi burchak.

Zarracha aylana (yoki aylana yoyi) bo'ylab harakatlanadi, chunki kuch va tezlik bir-biriga 90 ° burchak ostida yo'naltiriladi. Yo'nalishni o'zgartirish chiziqli tezlik tezlashishiga olib keladi.

Yuqorida ko'rib chiqilgan chap qo'l qoidasi Lorentz kuchini o'rganishda ham sodir bo'ladi: agar chap qo'l magnit induksiya vektori kaftga kiradigan tarzda joylashtirilgan bo'lsa, chiziq bo'ylab cho'zilgan to'rtta barmoq tezlik bo'ylab yo'naltiriladi. musbat zaryadlangan zarracha, keyin 90 ° ga egilgan bosh barmog'i kuchning yo'nalishini ko'rsatadi.

Plazma muammolari

Magnit maydon va moddaning o'zaro ta'siri siklotronlarda qo'llaniladi. Plazmani laboratoriya tadqiqoti bilan bog'liq muammolar uni yopiq idishlarda saqlashga imkon bermaydi. Oliy faqat qachon mavjud bo'lishi mumkin yuqori haroratlar. Plazma magnit maydonlar yordamida kosmosda bir joyda saqlanishi mumkin, gazni halqa shaklida aylantiradi. Boshqariladiganlarni magnit maydonlar yordamida yuqori haroratli plazmani shnurga burish orqali ham o'rganish mumkin.

Magnit maydonning ta'siriga misol tabiiy sharoitlar ionlashtirilgan gazda - Aurora. Bu ulug‘vor manzara Arktika doirasi ustida, yer yuzasidan 100 km balandlikda kuzatiladi. Gazning sirli rang-barang porlashini faqat 20-asrda tushuntirish mumkin edi. Yerning qutblar yaqinidagi magnit maydoni penetratsiyaga to'sqinlik qila olmaydi quyosh shamoli atmosferada. Magnit induksiya chiziqlari bo'ylab yo'naltirilgan eng faol nurlanish atmosferaning ionlanishiga olib keladi.

Zaryad harakati bilan bog'liq hodisalar

Tarixiy jihatdan o'tkazgichdagi oqim oqimini tavsiflovchi asosiy miqdor oqim kuchi deb ataladi. Qizig'i shundaki, bu tushunchaning fizikada kuch bilan hech qanday aloqasi yo'q. Formulasi o'tkazgichning kesimi bo'ylab vaqt birligi uchun oqadigan zaryadni o'z ichiga olgan oqim kuchi quyidagi shaklga ega:

• I = q/t, bu yerda t - q zaryadining oqim vaqti.

Aslida, oqim - bu to'lov miqdori. Uning o'lchov birligi N dan farqli o'laroq Amper (A).

Kuch ishining ta'rifi

Moddaga ta'sir qiladigan kuch ishning bajarilishi bilan birga keladi. Kuchning ishi - bu kuch va uning ta'siri ostida o'tkazilgan siljish va kuch va siljish yo'nalishlari orasidagi burchakning kosinusiga son jihatdan teng bo'lgan jismoniy miqdor.

Formulasi A = FScosa bo'lgan talab qilinadigan kuch ishi kuchning kattaligini o'z ichiga oladi.

Jismning harakati tananing tezligining o'zgarishi yoki energiyaning bir vaqtning o'zida o'zgarishini ko'rsatadigan deformatsiya bilan birga keladi. Bir kuch tomonidan bajariladigan ish to'g'ridan-to'g'ri kattalikka bog'liq.

Kuchelastiklik- bu kuch tana deformatsiyalanganda paydo bo'ladigan va tananing oldingi shakli va hajmini tiklashga intiladi.

Elastik kuch moddaning molekulalari va atomlari o'rtasidagi elektromagnit o'zaro ta'sir natijasida paydo bo'ladi.

Deformatsiyaning eng oddiy versiyasini bahorni siqish va kengaytirish misolida ko'rib chiqish mumkin.

Bu rasmda (x>0) — kuchlanish deformatsiyasi; (x< 0) - siqilish deformatsiyasi. (Fx) - tashqi kuch.

Agar deformatsiya eng ahamiyatsiz, ya'ni kichik bo'lsa, elastik kuch tananing harakatlanuvchi zarralari yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lgan va tananing deformatsiyasiga mutanosib bo'lgan yo'nalishga yo'naltiriladi:

Fx = Fcontrol = - kx

Bu munosabat o'rnatilgan Guk qonunini ifodalash uchun ishlatiladi eksperimental usul. Koeffitsient k odatda tananing qattiqligi deb ataladi. Tananing qattiqligi metr uchun nyutonlarda (N/m) o'lchanadi va tananing o'lchami va shakliga, shuningdek, tanadan tuzilgan materiallarga bog'liq.

Fizikada jismning siqilish yoki taranglik deformatsiyasini aniqlash uchun Guk qonuni butunlay boshqacha shaklda yozilgan. IN Ushbu holatda nisbiy deformatsiya deyiladi

Robert Huk

(18.07.1635 - 03.03.1703)

Ingliz tabiatshunosi, ensiklopedisti

munosabat e = x/l . Shu bilan birga, stress nisbiy deformatsiyadan keyin tananing ko'ndalang kesimi maydonidir:

s = F / S = -Fcontrol / S

Bunday holda, Guk qonuni quyidagicha ifodalanadi: kuchlanish s nisbiy deformatsiyaga proportsionaldir. ε . Ushbu formulada koeffitsient E Yang moduli deb ataladi. Ushbu modul tananing shakliga va uning o'lchamlariga bog'liq emas, lekin ayni paytda u to'g'ridan-to'g'ri tanadan iborat bo'lgan materiallarning xususiyatlariga bog'liq. Uchun turli materiallar Young moduli juda keng diapazonda o'zgarib turadi. Misol uchun, kauchuk uchun E ≈ 2 · 106 N / m2 va po'lat uchun E ≈ 2 · 1011 N / m2 (ya'ni, beshta kattalikdagi buyurtmalar ko'proq).

Murakkab deformatsiyalar yuzaga kelgan hollarda Guk qonunini umumlashtirish juda mumkin. Misol uchun, egilish deformatsiyasini ko'rib chiqing. Keling, ikkita tayanchga tayanadigan va sezilarli burilishga ega bo'lgan tayoqni ko'rib chiqaylik.

Qo'llab-quvvatlash (yoki suspenziya) tomonidan bu tanaga elastik kuch ta'sir qiladi, bu qo'llab-quvvatlovchi reaktsiya kuchi; Jismlar aloqa qilganda tayanchning reaktsiya kuchi aloqa yuzasiga qat'iy perpendikulyar yo'naltiriladi. Bu kuch odatda normal bosim kuchi deb ataladi.

Keling, ikkinchi variantni ko'rib chiqaylik. Tananing harakatsiz yotishi gorizontal stol. Keyin tayanchning reaktsiyasi tortishish kuchini muvozanatlashtiradi va u vertikal ravishda yuqoriga yo'naltiriladi. Bundan tashqari, tana vazni tananing stolga ta'sir qiladigan kuchi hisoblanadi.