KC. Сила упругости

Сила упругости

Абсолютное удлинение тела

\(\Delta l = \mid l – l_0 \mid ,\)

где l и l₀ — конечная и начальная длина тела.

• Если тело растягивают, то l $>$ l₀ и Δl = l – l₀;

• если тело сжимают, то l $<$ l₀ и Δl = –(l – l₀) = l₀ – l.

Силой упругости называется сила, возникающая при деформации любых твердых тел, а также при сжатии жидкостей и газов. Обозначается $\vec{F}_{упр} $.

При растяжении или сжатии сила упругости направлена вдоль прямой, по которой действует внешняя сила, вызывающая деформацию тела, противоположно направлению этой силы и перпендикулярно поверхности тела.

Частным видом силы упругости является:

• сила реакции опоры (сила нормального давления) $\left(\vec{N}\right)$ — возникает при деформации опоры под действием данного тела, направлена перпендикулярно к поверхностям соприкасающихся тел (рис. 1, а);

Рис. 1, a

• сила натяжения подвеса $\left(\vec{T}\right)$ — возникает при деформации подвеса под действием данного тела, направлена вдоль оси подвеса, против его растяжения (рис. 1, б).

Рис. 1, б

Для расчета значения силы упругости F_упр используется закон Гука\[F_{упр} = k \cdot \Delta l,\]

где k — коэффициент жесткости (жесткость) тела (Н/м); Δl – абсолютное удлинение тела (м);

• Закон Гука справедлив только при малой деформации.

Систему последовательно соединенных пружин жесткостью k₁, k₂, ... (рис. 2, а) можно заменить одной пружиной жесткостью k, где

\(\dfrac{1}{k} =\dfrac{1}{k_{1} } +\dfrac{1}{k_{2} } +....\)

Рис. 2, a

Систему параллельно соединенных пружин жесткостью k₁, k₂, ... (рис. 2, б) можно заменить одной пружиной жесткостью k, где

k = k₁ + k₂ + ...

Рис. 2, б