物理学における弾性

物理的

2022

物理学における弾性とは何か、そしてこの特性の公式はどのようなものかを説明します。また、例と弾性材料。

弾力性により、変形したときに材料を元の形状に戻すことができます。

物理学の弾性とは何ですか?

にいるとき物理的 弾性とは、特定の材料に作用する外力によって変形し、その力がなくなると元の形状に戻るという性質のことです。これらのタイプの動作は、 可逆変形 また形状記憶.

すべての材料が弾力性があるわけではなく、 外部はまったく弾力性がありません。

弾性の原理は、弾性の理論に従って、変形可能な固体の力学によって研究されています。 個体 それに影響を与える外力に応じて変形または移動します。

したがって、これらの変形可能な固体が前記外力を受けると、それらは変形し、ある量の弾性ポテンシャルエネルギー、したがってそれらの内部エネルギーを蓄積する。

変形力が取り除かれると、上記のエネルギーは、固体をその形状に戻して変形させるエネルギーになります。 運動エネルギー、それを動かしたり振動させたりします。

外力の大きさおよび変形した物体の弾性係数は、変形のサイズ、弾性応答の大きさ、および累積応力を計算できるものになります。 処理する.

物理学における弾性の公式

弾性材料に力が加えられると、それは変形または圧縮します。のために 力学、事実について重要なことは、単位面積あたりに加えられる力の量です。 努力 (σ).

物質の変形の伸縮度と呼びます(ϵ)そして、の長さを割って計算します動き 固体の初期長さ(L0)による(ΔL)、つまり: ϵ =ΔL/ L0。

一方、弾力性の現象を支配する主要な法則の1つはフックの法則。この法則は、17世紀に物理学者のロバート・フックがばねを研究したときに制定され、ばねを圧縮するために必要な力は、その力を加えたときの伸びの変化に比例することに気づきました。

この法則は次のように定式化されています。 F =˗k.x ここで、Fは力、xは力です。 長さ 圧縮または伸び、およびkメートル単位のニュートン(N / m)で表される比例定数(ばね定数)。

最後に、位置エネルギー 弾性力に関連する弾性は、次の式で表されます。Ep(x)=½。 k.x2。

物理学における弾性の例

圧縮されたばねは位置エネルギーを蓄積し、解放されると形状を取り戻します。

材料の弾力性は、私たちが毎日テストする特性です。いくつかの例は次のとおりです。

  • スプリング特定のボタンの下にある、または準備ができたときにトースターからパンを押し上げるスプリングは、弾性張力に基づいて動作します。それらは圧縮されて位置エネルギーを蓄積し、次にパンを投げることによって解放されて形を取り戻します。トースター。
  • ボタン。テレビのリモコンのボタンは、指の力で圧縮し、下にある回路をアクティブにしてから初期位置に戻すことができるため、ボタンを構成する素材の弾力性のおかげで動作します(回路をすぐにアクティブにするのではありません) )、もう一度押す準備ができています。
  • ガム。ガムやチューインガムを作る樹脂は非常に弾力性があり、歯の間で圧縮したり、空気を入れて爆弾を作ったりすることで膨張させることができます。
  • タイヤ。飛行機、車、オートバイは、かつて膨らんだゴムの弾力性に基づいて動作します 空気、車両全体の巨大な重量に耐え、わずかに変形することができますが、形状記憶を失うことなく、 耐久 車両を吊り下げたままにします。

弾性素材

部分的または全体的な変形を受けた後に元の形状を回復できる弾性材料は、ゴム、ゴム、 ナイロン、ライクラ、ラテックス、チューインガム、ウール、シリコーン、発泡ゴム、グラフェン、グラスファイバー、 プラスチック、とりわけロープ。

これらの材料は、無数の用途や実用的なオブジェクトを作成できるため、製造業で非常に役立ちます。

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