लोच की ताकत। संपूर्ण पाठ - ज्ञान हाइपरमार्केट

टिकट 10. लोचदार बल: लोचदार बलों की प्रकृति, लोचदार विकृति के प्रकार, Fx = -kx के रूप में हुक का नियम, तनाव, सापेक्ष और पूर्ण बढ़ाव, यंग का मापांक, तन्यता विरूपण के लिए हुक का नियम, हुक के नियम की प्रयोज्यता की सीमाएं, तनाव आरेख।

निकायों के विरूपण के दौरान लोचदार बल उत्पन्न होते हैं। विकृति शरीर के आकार और आकार में परिवर्तन है। विकृतियों में तनाव, संपीड़न, मरोड़, कतरनी और झुकना शामिल हैं। विरूपण लोचदार और प्लास्टिक हैं। बाहरी बलों की कार्रवाई की समाप्ति के बाद लोचदार विरूपण पूरी तरह से गायब हो जाता है, जिससे शरीर पूरी तरह से अपने आकार और आकार को बहाल कर देता है। प्लास्टिक विरूपण बाहरी भार को हटाने के बाद (शायद आंशिक रूप से) बना रहता है, और शरीर अपने पिछले आकार और आकार में वापस नहीं आता है।

एक शरीर के कण (अणु या परमाणु) आकर्षण और प्रतिकर्षण की शक्तियों द्वारा एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जो विद्युत चुम्बकीय मूल के होते हैं (ये पड़ोसी परमाणुओं के नाभिक और इलेक्ट्रॉनों के बीच कार्य करने वाले बल हैं)। परस्पर क्रिया के बल कणों के बीच की दूरी पर निर्भर करते हैं। यदि कोई विकृति नहीं है, तो आकर्षण बल की प्रतिकर्षण बल द्वारा प्रतिपूर्ति की जाती है। विरूपण के दौरान, कणों के बीच की दूरी बदल जाती है, और अंतःक्रियात्मक बलों का संतुलन गड़बड़ा जाता है।

उदाहरण के लिए, जब एक छड़ को खींचा जाता है, तो उसके कणों के बीच की दूरी बढ़ जाती है, और आकर्षण बल प्रबल होने लगते हैं। इसके विपरीत, जब छड़ को संकुचित किया जाता है, तो कणों के बीच की दूरी कम हो जाती है, और प्रतिकारक बल प्रबल होने लगते हैं। किसी भी मामले में, एक बल उत्पन्न होता है जो विरूपण के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है, और शरीर के मूल विन्यास को बहाल करना चाहता है।

लोचदार बल वह बल है जो शरीर के लोचदार विरूपण के दौरान उत्पन्न होता है और विरूपण की प्रक्रिया में शरीर के कणों के विस्थापन के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है। लोचदार बल: इसके संपर्क में एक शरीर पर एक विकृत शरीर की ओर से कार्य करता है, जिससे विरूपण होता है, और इन निकायों के संपर्क के बिंदु पर उनकी सतहों पर लागू होता है (एक विशिष्ट उदाहरण एक समर्थन प्रतिक्रिया बल है)।

ज़कोमन गुमका एक ऐसा कथन है जिसके अनुसार एक लोचदार शरीर (वसंत, रॉड, कंसोल, बीम, आदि) में उत्पन्न होने वाली विकृति इस शरीर पर लगाए गए बल के समानुपाती होती है

एक पतली तन्यता वाली छड़ के लिए, हुक के नियम का रूप है:

यहां वह बल है जिसके साथ रॉड को बढ़ाया (संपीड़ित) किया जाता है, रॉड का पूर्ण बढ़ाव (संपीड़न) है, और लोच (या कठोरता) का गुणांक है।

साथ ही, सीधी छड़ों की गणना करते समय, सापेक्ष रूप में हुक के नियम के रिकॉर्ड का उपयोग किया जाता है

रैखिक विकृति (तन्य विकृति) एक विकृति है जिसमें शरीर का केवल एक रैखिक आयाम बदलता है।

मात्रात्मक रूप से, यह पूर्ण डीएल और सापेक्ष बढ़ाव की विशेषता है।

l = | एल - एल0 | , जहां डीएल - पूर्ण बढ़ाव (एम); एल और एल0 - शरीर की अंतिम और प्रारंभिक लंबाई (एम)।

यदि शरीर को बढ़ाया जाता है, तो l> l0 और Dl = l - l0; अगर शरीर संकुचित है, तो l< l0 и Дl = –(l – l0) = l0 – l, е=Дl/l0, где е – относительное удлинение тела, Дl – абсолютное удлинение тела (м); l0 –начальная длина тела (м).

यंग का मापांक (अनुदैर्ध्य लोच का मापांक) एक भौतिक मात्रा है जो लोचदार विरूपण के तहत तनाव / संपीड़न का विरोध करने के लिए सामग्री के गुणों की विशेषता है।

जहां: एफ बल का सामान्य घटक है, एस सतह क्षेत्र है जिस पर बल की क्रिया वितरित की जाती है, एल विकृत बार की लंबाई है,

- लोचदार विरूपण के परिणामस्वरूप बार की लंबाई में परिवर्तन का मापांक (लंबाई एल के समान इकाइयों में मापा जाता है)।

यांत्रिक तनाव विभिन्न कारकों के प्रभाव में एक विकृत शरीर में उत्पन्न होने वाली आंतरिक शक्तियों का एक उपाय है। शरीर के एक बिंदु पर यांत्रिक तनाव को विचाराधीन खंड के दिए गए बिंदु पर इकाई क्षेत्र में आंतरिक बल के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

तनाव लोड होने पर शरीर के कणों की परस्पर क्रिया का परिणाम होता है। बाहरी बल कणों की पारस्परिक व्यवस्था को बदलते हैं, और परिणामी तनाव कणों के विस्थापन को रोकते हैं, ज्यादातर मामलों में इसे कुछ छोटे मूल्य तक सीमित कर देते हैं।

... - यांत्रिक तनाव। F विरूपण के दौरान शरीर में उत्पन्न होने वाला बल है। एस - क्षेत्र।

एक अलग रूप में हुक का नियम, यांत्रिक तनाव सीधे सापेक्ष बढ़ाव के समानुपाती होता है।

तन्यता विकृति का अध्ययन करने के लिए, अध्ययन के तहत सामग्री से बनी एक छड़ को विशेष उपकरणों (उदाहरण के लिए, हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग करके) का उपयोग करके तनाव के अधीन किया जाता है, और नमूने का बढ़ाव और उसमें उत्पन्न होने वाले तनाव को मापा जाता है। प्रयोगों के परिणामों के आधार पर, सापेक्ष बढ़ाव ई पर तनाव y की निर्भरता का एक ग्राफ तैयार किया जाता है। इस ग्राफ को तन्यता आरेख (चित्र 1) कहा जाता है।

जैसा कि आप चित्र से देख सकते हैं, आरेख में चार विशिष्ट खंड हैं:

मैं - आनुपातिकता की साजिश;

II - तरलता का क्षेत्र;

III - स्व-सख्त क्षेत्र;

IV - विनाश का क्षेत्र।

तन्यता परीक्षण की शुरुआत में, तन्यता बल एफ और, परिणामस्वरूप, बार के विरूपण डीएल शून्य के बराबर होते हैं, इसलिए आरेख संबंधित अक्षों (बिंदु ओ) के चौराहे के बिंदु से शुरू होता है।

खंड I से बिंदु A तक, आरेख एक सीधी रेखा के रूप में खींचा गया है। इससे पता चलता है कि आरेख के इस खंड पर, बार Dl की विकृति बढ़ते भार F के अनुपात में बढ़ती है।

बिंदु A से गुजरने के बाद, आरेख तेजी से अपनी दिशा बदलता है और भाग II पर, जो बिंदु B से शुरू होता है, रेखा कुछ समय के लिए व्यावहारिक रूप से DL अक्ष के समानांतर जाती है, अर्थात, बार की विकृति व्यावहारिक रूप से उसी मान पर बढ़ जाती है भार।

इस समय, नमूने की धातु में अपरिवर्तनीय परिवर्तन होने लगते हैं। धातु के क्रिस्टल जाली को पुनर्व्यवस्थित किया जा रहा है। इस मामले में, इसके आत्म-मजबूत करने का प्रभाव देखा जाता है।

नमूना सामग्री की ताकत बढ़ाने के बाद, आरेख फिर से "ऊपर जाता है" (खंड III) और बिंदु डी पर तन्यता बल अपने अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाता है। इस समय, परीक्षण नमूने (छवि 2) के कामकाजी हिस्से में एक स्थानीय पतलापन दिखाई देता है, तथाकथित "गर्दन" सामग्री की संरचना में गड़बड़ी (voids, माइक्रोक्रैक, आदि का गठन) के कारण होता है।

चावल। 2 "गर्दन" के साथ स्टील का नमूना

पतले होने के कारण, और परिणामस्वरूप, नमूने के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में कमी, इसे फैलाने के लिए आवश्यक तन्यता बल कम हो जाता है, और आरेख का वक्र "नीचे चला जाता है"।

बिंदु E पर, नमूना टूट जाता है। नमूना, निश्चित रूप से, उस खंड में टूट जाता है जहां "गर्दन" का गठन किया गया था

पृथ्वी के पास स्थित सभी पिंड इसके आकर्षण से प्रभावित हैं। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, बारिश की बूंदें और बर्फ के टुकड़े पृथ्वी पर गिरते हैं।

लेकिन जब बूँदें छत पर पड़ती हैं, तो वह पृथ्वी से आकर्षित होता है, लेकिन वह छत से नहीं गुजरता या गिरता नहीं, बल्कि आराम से रहता है। उसे गिरने से क्या रोकता है? छत। यह गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर बल के साथ बूंदों पर कार्य करता है, लेकिन विपरीत दिशा में निर्देशित होता है।

आइए एक उदाहरण पर नजर डालते हैं। दिखाया गया एक बोर्ड दो समर्थनों पर पड़ा है। यदि किसी पिंड को उसके बीच में रखा जाता है, तो गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत शरीर बोर्ड को धक्का देना शुरू कर देगा, लेकिन कुछ मिनटों के बाद यह रुक जाएगा। इस मामले में, गुरुत्वाकर्षण बल घुमावदार बोर्ड की तरफ से शरीर पर अभिनय करने वाला एक संतुलित बल बन जाएगा और लंबवत ऊपर की ओर निर्देशित होगा। इस शक्ति को कहा जाता है लोच का बल।

लोच का बल विरूपण से उत्पन्न होता है। विरूपणशरीर के आकार या आकार में परिवर्तन है। विरूपण के प्रकारों में से एक झुकना है। समर्थन जितना अधिक विक्षेपित होता है, शरीर पर इस समर्थन से कार्य करने वाला लोचदार बल उतना ही अधिक होता है। शरीर (वजन) को बोर्ड पर रखने से पहले, यह बल अनुपस्थित था। जैसे-जैसे वजन बढ़ता गया, जिसने अपने समर्थन को अधिक से अधिक फ्लेक्स किया, लोचदार बल भी बढ़ता गया। जिस क्षण भार रुक गया, लोचदार बल गुरुत्वाकर्षण बल तक पहुँच गया, और उनका परिणाम शून्य के बराबर हो गया।

यदि समर्थन पर पर्याप्त प्रकाश वस्तु रखी जाती है, तो इसका विरूपण इतना महत्वहीन हो सकता है कि हम समर्थन के आकार में कोई बदलाव नहीं देखेंगे। लेकिन अभी भी विकृति होगी! और इसके साथ, लोचदार बल कार्य करेगा, शरीर को दिए गए समर्थन पर गिरने से रोकेगा। ऐसे मामलों में (जब शरीर की विकृति अदृश्य होती है और समर्थन के आयामों में परिवर्तन की उपेक्षा की जा सकती है), लोचदार बल को कहा जाता है समर्थन प्रतिक्रिया बल।

यदि आप किसी सहारे के स्थान पर किसी प्रकार के निलंबन (धागा, रस्सी, तार, छड़ आदि) का प्रयोग करते हैं, तो इससे जुड़ी वस्तु को भी विरामावस्था में रखा जा सकता है। यहाँ भी, गुरुत्वाकर्षण बल को विपरीत निर्देशित लोचदार बल द्वारा संतुलित किया जाएगा। इस मामले में, लोचदार बल इस तथ्य के कारण उत्पन्न होता है कि निलंबन इससे जुड़े भार की कार्रवाई के तहत फैला हुआ है। स्ट्रेचिंगएक अन्य प्रकार की विकृति।

लोचदार बल के अध्ययन में वैज्ञानिक आर. हुक ने बहुत बड़ा योगदान दिया। हुक का नियम कहता है:

लोचदार बलजो तब उत्पन्न होता है जब किसी पिंड को खींचा या संकुचित किया जाता है, यह उसके बढ़ाव के समानुपाती होता है।

यदि शरीर का लंबा होना, अर्थात्। इसकी लंबाई में परिवर्तन x द्वारा दर्शाया जाता है, और लोचदार बल को F (नियंत्रण) द्वारा दर्शाया जाता है, तो हुक के नियम के अनुसार निम्नलिखित गणितीय रूप दिया जा सकता है:

जहाँ k आनुपातिकता का गुणांक है, जिसे शरीर की कठोरता कहा जाता है। प्रत्येक शरीर की अपनी कठोरता होती है। शरीर की कठोरता (वसंत, तार, छड़, आदि) जितनी अधिक होती है, किसी दिए गए बल की क्रिया के तहत उसकी लंबाई उतनी ही कम होती है।

कठोरता की एसआई इकाई न्यूटन प्रति मीटर (1 एन / एम) है।

कोई भी पिंड, जब वह विकृत हो जाता है और बाहरी प्रभाव डालता है, तो वह विरोध करता है और अपने पिछले आकार और आकार को बहाल करने का प्रयास करता है। यह आणविक स्तर पर शरीर में विद्युत चुम्बकीय संपर्क के कारण होता है।

विरूपण - एक दूसरे के सापेक्ष शरीर के कणों की स्थिति में परिवर्तन। विरूपण का परिणाम अंतर-परमाणु दूरियों में परिवर्तन और परमाणु ब्लॉकों की पुनर्व्यवस्था है।

परिभाषा। लोचदार बल क्या है?

लोचदार बल एक शरीर में विरूपण से उत्पन्न होने वाला बल है और शरीर को अपनी प्रारंभिक स्थिति में वापस करने के लिए प्रवृत्त होता है।

सबसे सरल विकृतियों पर विचार करें - तनाव और संपीड़न

चित्र दिखाता है कि जब हम बार को संपीड़ित या फैलाते हैं तो लोचदार बल कैसे कार्य करता है।

छोटे विरूपण x l के लिए, हुक का नियम मान्य है।

लोचदार शरीर में होने वाली विकृति शरीर पर लागू बल के समानुपाती होती है।

एफ वाई पी पी = - के एक्स

यहाँ k आनुपातिकता का गुणांक है जिसे कठोरता कहा जाता है। कठोरता की एसआई इकाई न्यूटन प्रति मीटर है। कठोरता शरीर की सामग्री, उसके आकार और आकार पर निर्भर करती है।

ऋण चिह्न दर्शाता है कि लोचदार बल बाहरी बल का विरोध करता है और शरीर को उसकी मूल स्थिति में वापस लाने का प्रयास करता है।

हुक के नियम को रिकॉर्ड करने के अन्य रूप हैं। शरीर की सापेक्ष विकृति का अनुपात ε = x l है। शरीर में तनाव का अनुपात σ = - F y p p S है। यहाँ S विकृत शरीर का अनुप्रस्थ काट का क्षेत्र है। हुक के नियम का दूसरा सूत्रीकरण: सापेक्ष विकृति प्रतिबल के समानुपाती होती है।

यहाँ E तथाकथित यंग मापांक है, जो शरीर के आकार और आकार पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि केवल सामग्री के गुणों पर निर्भर करता है। विभिन्न सामग्रियों के लिए यंग का मापांक व्यापक रूप से भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, स्टील ई 2 10 11 एन एम 2, और रबड़ ई 2 10 6 एन एम 2 . के लिए

जटिल विकृति के मामले में हुक के नियम को सामान्यीकृत किया जा सकता है। बार के झुकने वाले विरूपण पर विचार करें। इस तरह के झुकने वाले विरूपण के साथ, लोचदार बल बार के विक्षेपण के समानुपाती होता है।

छड़ के सिरे दो आधारों पर स्थित होते हैं, जो शरीर पर एक बल N → के साथ कार्य करते हैं, जिसे समर्थन का सामान्य प्रतिक्रिया बल कहा जाता है। सामान्य क्यों? क्योंकि यह बल संपर्क सतह पर लंबवत (सामान्य रूप से) निर्देशित होता है।

यदि छड़ मेज पर है, तो समर्थन का सामान्य प्रतिक्रिया बल गुरुत्वाकर्षण बल के विपरीत लंबवत ऊपर की ओर निर्देशित होता है, जिसे वह संतुलित करता है।

शरीर का भार वह बल है जिसके साथ वह समर्थन पर कार्य करता है।

लोचदार बल को अक्सर वसंत के तनाव या संपीड़न के संदर्भ में देखा जाता है। यह एक सामान्य उदाहरण है जो अक्सर न केवल सिद्धांत में, बल्कि व्यवहार में भी होता है। स्प्रिंग्स का उपयोग बलों के परिमाण को मापने के लिए किया जाता है। इसके लिए डिजाइन किया गया डिवाइस डायनेमोमीटर है।

डायनेमोमीटर - एक वसंत, जिसका तनाव बल की इकाइयों में स्नातक किया जाता है। स्प्रिंग्स की एक विशेषता संपत्ति यह है कि हुक का नियम लंबाई में पर्याप्त रूप से बड़े परिवर्तन के साथ उन पर लागू होता है।

जब वसंत को संकुचित और फैलाया जाता है, तो हुक का नियम कार्य करता है, लोचदार बल उत्पन्न होते हैं जो वसंत की लंबाई और इसकी कठोरता (गुणांक k) में परिवर्तन के समानुपाती होते हैं।

स्प्रिंग्स के विपरीत, छड़ और तार बहुत ही संकीर्ण सीमा के भीतर हुक के नियम का पालन करते हैं। तो, 1% से अधिक के सापेक्ष मानहानि के साथ, सामग्री में अपरिवर्तनीय परिवर्तन होते हैं - तरलता और विनाश।

यदि आपको टेक्स्ट में कोई त्रुटि दिखाई देती है, तो कृपया उसे चुनें और Ctrl + Enter दबाएं

पावलोवा डारिया

यह काम मुख्य माध्यमिक विद्यालय के 7 वीं कक्षा के छात्र द्वारा "लोच का बल" विषय पर किया गया था।

डाउनलोड:

पूर्वावलोकन:

प्रस्तुतियों के पूर्वावलोकन का उपयोग करने के लिए, स्वयं एक Google खाता (खाता) बनाएं और उसमें लॉग इन करें: https://accounts.google.com

स्लाइड कैप्शन:

एमओयू ओओएसएच №3, कामेशकोवो प्रौद्योगिकी के विकास और मानव जीवन में लोच का बल 7-बी ग्रेड के छात्र पावलोवा डारिया 2011 द्वारा तैयार किया गया

ठोस आसानी से अपना आकार बदल लेते हैं ... रबर के खिलौने या वॉशिंग मशीन को निचोड़ना आसान होता है ...

लोच भार को हटाने के बाद अपने आकार और आकार को बहाल करने के लिए निकायों की संपत्ति है

अपने स्वयं के उद्देश्यों के लिए मनुष्य द्वारा लोच का उपयोग एक प्राचीन जनजाति का शिकार शूटिंग खेल

ज्वलनशील गद्दे, बिस्तर ...

लचीला जूता एकमात्र ...

दैनिक जीवन में झरनों का उपयोग

आघात अवशोषक

आर्क कॉलम की वास्तुकला में मुस्कराते हुए

इस्पात संरचनाएं पुलों फ्रेम इमारतों ग्रीनहाउस बाड़

पीतल और कांस्य पाइप भागों, टेबलवेयर सजावट के अनुप्रयोग

स्की बनाना, गोल्फ़ क्लब

बढ़ी हुई ताकत और लचीलापन बढ़ा हुआ तनाव सेवा जीवन में वृद्धि सामग्री और ऊर्जा की बचत

पूर्वावलोकन:

विषय पर रिपोर्ट करें:

"लचीलापन की शक्ति। प्रौद्योगिकी के विकास और मानव जीवन में इसका महत्व "

ग्रेड 7 . के छात्र द्वारा तैयार किया गया

पावलोवा डारिया।

2011

प्रयोगों से यह ज्ञात होता है कि लागू बलों की कार्रवाई के तहत ठोस शरीर अपना आकार और आकार बदल सकते हैं, अर्थात विकृत हो सकते हैं। रबर के खिलौने, वॉशर को निचोड़ना या शासक को मोड़ना आसान है। यदि भार हटा दिया जाता है, तो ये शरीर अपने आकार को पुनः प्राप्त कर लेंगे। भार को हटाने के बाद अपनी मूल स्थिति को बहाल करने के लिए निकायों की संपत्ति को लोच कहा जाता है। वह बल जो बाहरी भार का प्रतिरोध करता है और शरीर के आकार को पुनर्स्थापित करता है, लोचदार बल कहलाता है।

ठोस, तरल और गैसों में लोच की विशेषता होती है। मनुष्य लंबे समय से अपने उद्देश्यों के लिए लोच का उपयोग कर रहा है: शिकार और खेल के लिए धनुष, लंबे पुल, कार टायर, विभिन्न स्प्रिंग्स, हवाई गद्दे, जूते के तलवे और बहुत कुछ।

पर्यावरणीय समस्याओं के दृष्टिकोण से, निम्नलिखित महत्वपूर्ण है: भौतिकी का ज्ञान आपको सामग्री के गुणों को बदलने, उनकी लोच और ताकत को बदलने की अनुमति देता है जो हमारे लिए सुविधाजनक और आवश्यक है।

धातु की लोच, और साथ ही ताकत, अन्य तत्वों की अशुद्धियों को इसमें शामिल करके बदला जा सकता है। हम पहले से ही जानते हैं कि लोहा स्टील से कैसे बनता है। इसी तरह, नरम तांबा कठोर पीतल और लोचदार कांस्य में बदल जाता है यदि इसमें जस्ता, टिन, एल्यूमीनियम और अन्य धातुएं मिला दी जाती हैं।

प्रबलित कंक्रीट जैसे प्रबलित सामग्री का उपयोग करते समय संयोजन, संयोजन का विचार निर्माण में भी उपयोग किया जाता है। स्की बनाते समय, विभिन्न प्रकार की लकड़ी की परतों को चिपकाने से उनकी लोच में सुधार होता है। विभिन्न फाइबर के साथ प्लास्टिक और धातुओं को मजबूत करने पर समान प्रभाव प्राप्त होता है। ऐसी सामग्री को मिश्रित सामग्री कहा जाता है।

भागों की ताकत और लोच को बढ़ाकर, भार बढ़ाना और उनकी सेवा जीवन का विस्तार करना संभव है। उनके निर्माण पर कम सामग्री और ऊर्जा खर्च की जाती है। इसका मतलब है कि अयस्क और तेल की आवश्यकता कम हो जाती है। स्टील और अन्य सामग्रियों के गुणों में सुधार से शक्तिशाली लोकोमोटिव बनाना और विमान की वहन क्षमता में वृद्धि करना संभव हो गया।

साहित्य

ए.पी. रायज़ेनकोव। भौतिक विज्ञान। इंसान। वातावरण। एम. ज्ञानोदय, 1996

हम "यांत्रिकी" खंड से उनमें से कुछ की समीक्षा करना जारी रखते हैं। हमारी आज की बैठक लोच के बल को समर्पित है।

यह वह बल है जो यांत्रिक घड़ियों के संचालन को रेखांकित करता है, रस्सा रस्सियों और क्रेन के केबल, कारों और ट्रेनों के सदमे अवशोषक इसके संपर्क में आते हैं। यह एक गेंद और एक टेनिस बॉल, एक रैकेट और अन्य खेल उपकरण द्वारा परीक्षण किया जाता है। यह बल कैसे उत्पन्न होता है, और यह किन नियमों का पालन करता है?

लोचदार बल कैसे पैदा होता है

एक उल्कापिंड गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में जमीन पर गिर जाता है और ... जम जाता है। क्यों? क्या गुरुत्वाकर्षण गायब हो जाता है? नहीं। सत्ता यूं ही गायब नहीं हो सकती। जमीन के संपर्क के क्षण में परिमाण में इसके बराबर और दिशा में विपरीत बल द्वारा प्रतिसंतुलित।और उल्कापिंड, पृथ्वी की सतह पर अन्य पिंडों की तरह, आराम पर रहता है।

यह संतुलन बल लोचदार बल है।

सभी प्रकार की विकृति के लिए शरीर में समान लोचदार बल दिखाई देते हैं:

• खींच;
• संपीड़न;
• खिसक जाना;
• झुकना;
• मरोड़

विरूपण से उत्पन्न होने वाले बलों को लोचदार कहा जाता है।

लोचदार बल की प्रकृति

लोचदार बलों के उद्भव के तंत्र को केवल XX सदी में समझाया गया था, जब इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन की ताकतों की प्रकृति स्थापित की गई थी। भौतिकविदों ने उन्हें "शॉर्ट-हैंडेड जाइंट" कहा। इस मजाकिया तुलना का क्या अर्थ है?

किसी पदार्थ के अणुओं और परमाणुओं के बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण बल कार्य करते हैं। यह अंतःक्रिया सबसे छोटे कणों के कारण होती है जो उनका हिस्सा होते हैं, सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज करते हैं। ये ताकतें काफी हैं(इसलिए शब्द विशाल), लेकिन बहुत कम दूरी पर ही दिखाई देते हैं(छोटी भुजाओं के साथ)। एक अणु के व्यास के तीन गुना के बराबर दूरी पर, ये कण आकर्षित होते हैं, "खुशी से" एक दूसरे की ओर भागते हैं।

लेकिन, संपर्क में आने के बाद, वे सक्रिय रूप से एक-दूसरे को पीछे हटाना शुरू कर देते हैं।

तन्य विकृति के तहत, अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है। अंतर-आणविक बल इसे कम करने की प्रवृत्ति रखते हैं। संपीड़ित होने पर, अणु एक साथ करीब आ जाते हैं, जिससे अणुओं के प्रतिकर्षण को जन्म मिलता है।

और, चूंकि सभी प्रकार की विकृतियों को संपीड़न और तनाव में कम किया जा सकता है, किसी भी विकृति के लिए लोचदार बलों की उपस्थिति को इन विचारों से समझाया जा सकता है।

हुक का नियम

एक हमवतन और समकालीन लोचदार बलों और अन्य भौतिक मात्राओं के साथ उनके संबंधों के अध्ययन में लगा हुआ था। उन्हें प्रायोगिक भौतिकी का संस्थापक माना जाता है।

वैज्ञानिक लगभग 20 वर्षों तक अपने प्रयोग जारी रखे।उन्होंने झरनों के तनाव के विरूपण पर प्रयोग किए, उनसे विभिन्न भार लटकाए। निलंबित भार ने वसंत को तब तक फैलाया जब तक कि उसमें उत्पन्न लोचदार बल भार के भार को संतुलित नहीं कर देता।

कई प्रयोगों के परिणामस्वरूप, वैज्ञानिक ने निष्कर्ष निकाला: लागू बाहरी बल विपरीत दिशा में अभिनय करते हुए, परिमाण में इसके बराबर एक लोचदार बल की उपस्थिति का कारण बनता है।

उन्होंने जो कानून तैयार किया (हुक का नियम) इस तरह लगता है:

शरीर के विरूपण से उत्पन्न होने वाला लोच का बल विरूपण के परिमाण के सीधे आनुपातिक होता है और कणों की गति के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है।

हुक के नियम का सूत्र है:

• एफ - मापांक, यानी लोचदार बल का संख्यात्मक मान;
• एक्स - शरीर की लंबाई में परिवर्तन;
• k शरीर के आकार, आकार और सामग्री के आधार पर कठोरता गुणांक है।

ऋण चिह्न इंगित करता है कि लोचदार बल कणों के विस्थापन के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है।

प्रत्येक भौतिक नियम के लागू होने की अपनी सीमाएँ होती हैं। हुक द्वारा स्थापित कानून केवल लोचदार विकृतियों पर लागू किया जा सकता है, जब भार को हटाने के बाद, शरीर का आकार और आकार पूरी तरह से बहाल हो जाता है।

प्लास्टिक निकायों (प्लास्टिसिन, गीली मिट्टी) में ऐसी बहाली नहीं होती है।

सभी ठोस निकायों में एक डिग्री या किसी अन्य के लिए लोच होता है।लोच में पहला स्थान रबर द्वारा लिया जाता है, दूसरा -। यहां तक ​​​​कि बहुत लोचदार सामग्री कुछ भार के तहत प्लास्टिक के गुणों को प्रदर्शित कर सकती है। इसका उपयोग तार के निर्माण के लिए किया जाता है, विशेष टिकटों के साथ जटिल आकार के हिस्सों को काटने के लिए।

यदि आपके पास एक मैनुअल किचन स्केल (स्टीलयार्ड) है, तो अधिकतम वजन जिसके लिए उन्हें डिज़ाइन किया गया है, संभवतः उन पर लिखा हुआ है। मान लीजिए 2 किग्रा. जब आप एक भारी भार को निलंबित करते हैं, तो उनमें स्टील स्प्रिंग कभी भी अपना आकार वापस नहीं ले पाएगा।

लोचदार बल कार्य

किसी भी बल, लोचदार बल की तरह, काम करने में सक्षम।इसके अलावा, यह बहुत उपयोगी है। वह विकृत शरीर को विनाश से बचाता है।अगर वह इसका सामना नहीं करती है, तो शरीर का विनाश शुरू हो जाता है। उदाहरण के लिए, एक क्रेन केबल टूट जाती है, एक गिटार पर एक स्ट्रिंग, एक गुलेल पर एक इलास्टिक बैंड, एक पैमाने पर एक स्प्रिंग। इस कार्य में हमेशा ऋणात्मक चिह्न होता है, क्योंकि लोचदार बल स्वयं भी ऋणात्मक होता है।

बाद के शब्द के बजाय

लोचदार बलों और विकृतियों के बारे में कुछ ज्ञान के साथ सशस्त्र, हम आसानी से कुछ सवालों के जवाब दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, बड़ी मानव हड्डियों में एक ट्यूबलर संरचना क्यों होती है?

एक धातु या लकड़ी के शासक को मोड़ें। इसका उत्तल भाग तनन विरूपण से गुजरेगा, और इसका अवतल भाग संपीड़न से गुजरेगा। मध्य भाग भार वहन नहीं करता है। प्रकृति ने इस परिस्थिति का लाभ उठाया, मनुष्यों और जानवरों को ट्यूबलर हड्डियों के साथ प्रदान किया। आंदोलन की प्रक्रिया में, हड्डियों, मांसपेशियों और टेंडन सभी प्रकार के विकृतियों का अनुभव करते हैं। हड्डियों की ट्यूबलर संरचना उनकी ताकत को बिल्कुल भी प्रभावित किए बिना, उनके वजन को बहुत हल्का कर देती है।

अनाज की फसलों के डंठल की संरचना समान होती है। हवा के झोंके उन्हें जमीन पर झुकाते हैं, और लोचदार बल उन्हें सीधा करने में मदद करते हैं। वैसे साइकिल का फ्रेम भी ट्यूब से बना होता है, छड़ का नहीं: वजन काफी कम होता है और धातु की बचत होती है।

रॉबर्ट हुक द्वारा स्थापित कानून ने लोच के सिद्धांत के निर्माण के आधार के रूप में कार्य किया। इस सिद्धांत के सूत्रों के अनुसार की गई गणना की अनुमति है ऊंची इमारतों और अन्य संरचनाओं के स्थायित्व को सुनिश्चित करना.

यदि यह संदेश आपके लिए उपयोगी है, तो आपको देखकर अच्छा लगा।