314. Odkształcenia sprężyste.
Siła sprężystości.
Stała sprężystości.
Odkształcenia sprężyste.
W wielu przypadkach ciała ulegają odkształceniom sprężystym, to znaczy takim w których ciało odkształca się pod wpływem siły zewnętrznej, a następnie po jej zniknięciu ciało wraca do swojej pierwotnej postaci.
Przykładem takich odkształceń są sprężyny. Odkształcenia sprężyste nawet w sprężynach zachodzą tylko w pewnym zakresie wartości siły odkształcającej.
W najprostszym przypadku można mówić o wydłużeniu lub skróceniu ciała w jednym wymiarze. W zakresie oddziaływań (i odkształceń) sprężystych wartość odkształcenia zależy od przyłożonej siły. Zależność mówi, że wartość odkształcenia jest wprost proporcjonalna do wartości przyłożonej siły zewnętrznej.
Ciało odkształcone (przy działającej nadal sile zewnętrznej) spoczywa. Oznacza to, że spoczywa też każdy makroskopowy element sprężyny. W konsekwencji każdy element znajduje się w równowadze.
Wniosek musi więc być jeden – na każdy element odkształconego ciała działają dwie równoważące się siły. Jedna z nich to siła zewnętrzna powodująca odkształcenie ciała. Druga z nich to siła sprężystości.
Odkształcenie sprężyste charakteryzuje się tym, że jego wielkość jest proporcjonalna do przyłożonej siły odkształcającej. Z równości wartości siły odkształcającej i siły sprężystości wynika proporcjonalność siły sprężystości do odkształcenia. Współczynnik sprężystości nosi nazwę stałej sprężystości. Wymiarem stałej sprężystości jest niuton na metr. Oznacza to, że sprężyna o stałej sprężystości równej 1 niuton na metr pod wpływem siły 1 niutona zmienia swoją długość o 1 metr (jak długa musi być tak sprężyna?!).
Przykład
Sprężyna o długości l=50cm uległa wydłużeniu o 8cm pod wpływem siły o wartości 6 niutonów. Obliczyć stałą sprężystości tej sprężyny.
314.4-2008.04.01
kontakt