Elastiklik kuchi nima

Chiziqli elastik prujinaning cho‘zilishi.

Elastiklik kuchi — kuch bo‘lib, jismda deformatsiya natijasida yuzaga keladi va jismni dastlabki (boshlang‘ich) holatiga qaytarishga intiladi. U qaytaruvchi kuchning bir ko‘rinishidir.

Elastiklik kuchi elektromagnit tabiatga ega bo‘lib, molekulalararo o‘zaro ta’sirning makroskopik ko‘rinishidir. Bu kuch vektorining yo‘nalishi jism deformatsiyasi (uning molekulalari siljishi) yo‘nalishiga qarama-qarshi bo‘ladi. Jismning deformatsiyasi yo‘qolsa, elastiklik kuchi ham yo‘qoladi. Elastik deformatsiyalar energiyasi potensial xususiyatga ega. Kichik deformatsiyalarda elastiklik kuchining miqdori ko‘pincha deformatsiya miqdoriga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi, energiya esa deformatsiyaning kvadratiga bog‘liq.

Xalqaro birliklar tizimida (SI) elastiklik kuchi ham boshqa barcha kuchlar kabi nyutonlarda o‘lchanadi (ruscha belgilanishi: Н; xalqaro belgilanishi: N).

Kichik deformatsiyalar. Guk qonuni

Faraz qilaylik, muayyan fizik jismning bir uchi (aniqlik uchun, chap uchi) mahkamlangan, ikkinchi uchining holati esa x yo‘nalishi bo‘ylab o‘zgaradi. Bu jism prujina bo‘lishi mumkin, ammo bu shart emas.

Bir o‘lchamli kichik elastik deformatsiyalarning eng sodda holatida elastiklik kuchi quyidagi formula bilan ifodalanadi

F→упр.=−kxe→x

yoki vektor belgilarisiz,

Fупр.=−kx,

bu yerda F→упр. — elastiklik kuchi, k — elastiklik koeffitsiyenti (jismning bikrligi), x — o‘ng uchning koordinatasi, ya’ni deformatsiya miqdori (bu yerda x=0 muvozanat holatiga, x>0 — cho‘zilishga, x<0 — siqilishga mos keladi), e→x — x o‘qi yo‘nalishidagi birlik vektor. x o‘rniga deformatsiyani ifodalash uchun Δx yoki Δl belgilaridan ham foydalanish mumkin. Bikrlik koeffitsiyenti k jismning shakli, o‘lchamlari va u tayyorlangan materialga bog‘liq.

Guk qonuni so‘z bilan quyidagicha ifodalanadi:

Jism deformatsiyalanganda paydo bo‘ladigan elastiklik kuchi uzayishga to‘g‘ri proporsional bo‘lib, jism zarrachalarining deformatsiya vaqtida boshqa zarrachalarga nisbatan siljish yo‘nalishiga qarama-qarshi yo‘naladi.

Elastiklik kuchi turli tizimlarda, masalan, prujinali mayatnikda, tebranish jarayonini yuzaga keltirishi mumkin; kichik deformatsiyalarda uning tebranishlari garmonik bo‘ladi.

Nochiziqli deformatsiyalar

Deformatsiya miqdori ortishi bilan Guk qonuni amal qilmay qo‘yadi va elastiklik kuchining cho‘zilish yoki siqilish miqdoriga bog‘liqligi murakkablashadi.

Shu bilan birga, barcha hollarda F deformatsiya miqdori Δl ortishi bilan cho‘zilishda ham, siqilishda ham ortadi (garchi bu bog‘liqlik endi chiziqli bo‘lmasa ham).

Elastiklik kuchi va qaytaruvchi kuch

Elastiklik kuchi — tinch holatidan og‘gan jism yoki moddiy nuqtani dastlabki holatiga qaytarishga intiladigan qaytaruvchi kuchning eng muhim misollaridan biridir.

Ba’zan «elastiklik kuchi» va «qaytaruvchi kuch» atamalari sinonim sifatida ishlatiladi. Ammo bu to‘liq to‘g‘ri emas, chunki deformatsiyaga bog‘liq bo‘lmagan boshqa kuchlar ham qaytaruvchi kuch bo‘lishi mumkin. Masalan, matematik mayatnikda qaytaruvchi kuch quyidagicha ifodalanadi: F=−(mg/l)⋅x (bu yerda m — massa, l — mayatnik uzunligi, g — erkin tushish tezlanishi va x — tebranish tekisligidagi gorizontal koordinata; x=0 — muvozanat holati). Manfiy zaryad q musbat zaryadlangan yassi-parallel qatlamning o‘rta tekisligi yaqinida tebranganda, quyidagi formula o‘rinli bo‘ladi: F=−(|q|ρ/ε0ε)⋅x (bu yerda ε0ε — qatlamning dielektrik singdiruvchanligi, ρ — qatlamning zaryad zichligi, x — qatlamga perpendikulyar yo‘nalishdagi koordinata).

Adabiyotlar

  1. «Elastiklik kuchi» mavzusidagi dars