אנו מסבירים מהי גמישות בפיזיקה ומהי הנוסחה של תכונה זו. כמו כן, דוגמאות וחומרים אלסטיים.
מהי גמישות בפיזיקה?
כשנכנסיםגוּפָנִי אנו מדברים על גמישות, אנו מתייחסים לתכונה של חומרים מסוימים להתעוות תחת כוח חיצוני שפועל עליהם ואז לשחזר את צורתם המקורית כאשר הכוח האמור נעלם. סוגים אלה של התנהגויות ידועים בשם דפורמציות הפיכות אוֹזיכרון צורה.
לא כל החומרים אלסטיים ואלו שנשברים, מתפצלים או נשארים מעוותים לאחר פעולת ה כּוֹחַ חיצוניות פשוט לא אלסטיות בכלל.
עקרונות הגמישות נחקרים על ידי המכניקה של מוצקים הניתנים לעיוות, על פי תורת האלסטיות, המסבירה כיצד מוצק הוא מתעוות או נע בתגובה לכוחות חיצוניים המשפיעים עליו.
לפיכך, כאשר המוצקים הניתנים לעיוות אלה מקבלים את הכוח החיצוני האמור, הם מתעוותים וצוברים כמות של אנרגיה פוטנציאלית אלסטית, ולכן, אנרגיה פנימית בתוכם.
האנרגיה האמורה, לאחר הסרת הכוח המעוות, תהיה זו שתאלץ את המוצק לחזור לצורתו ולהתמיר לתוך אנרגיה קינטית, גורם לו לזוז או לרטוט.
גודל הכוח החיצוני ומקדמי האלסטיות של העצם המעוות יהיו כאלה המאפשרים לחשב את גודל העיוות, גודל התגובה האלסטית והמתח המצטבר ב תהליך.
נוסחת גמישות בפיזיקה
כאשר מופעל כוח על חומר אלסטי, הוא מתעוות או נדחס. בשביל ה מֵכָנִיקָה, הדבר החשוב בעובדה הוא כמות הכוח המופעלת ליחידת שטח, שנכנה אותה מַאֲמָץ (σ).
נכנה את מידת המתיחה או הדחיסה של עיוות החומר (ϵ) ונחשב אותו על ידי חלוקת האורך שלתְנוּעָה של המוצק (ΔL) באורך ההתחלתי שלו (L0), כלומר: ϵ = ΔL / L 0.
מצד שני, אחד החוקים המרכזיים השולטים בתופעת האלסטיות הואחוק הוק. חוק זה נוסח במאה השבע עשרה על ידי הפיזיקאי רוברט הוק כאשר חקר קפיץ והבין שהכוח הדרוש לדחיסתו היה פרופורציונלי לשונות בהתארכותו בעת הפעלת הכוח האמור.
חוק זה מנוסח כך: F = ˗k.x כאשר F הוא הכוח, x ה אורך דחיסה או התארכות, ו-k קבוע של פרופורציונליות (קבוע קפיץ) המתבטא בניוטון על פני מטרים (N/m).
סוף - סוף, האנרגיה פוטנציאלית אלסטי הקשור לכוח האלסטי מיוצג על ידי הנוסחה: Ep (x) = ½. k.x2.
דוגמאות לגמישות בפיזיקה
גמישות החומרים היא תכונה שאנו בודקים מדי יום. חלק מהדוגמאות הן:
- מעיינות הקפיצים שנמצאים מתחת לכפתורים מסוימים, או שדוחפים את הלחם מהטוסטר למעלה כשהוא מוכן, פועלים על בסיס מתח אלסטי: הם נדחסים וצוברים אנרגיה פוטנציאלית, ואז הם משתחררים וחוזרים לצורתם על ידי זריקת הלחם למעלה. קלוי.
- כפתורים. הכפתורים בשלט הטלוויזיה פועלים הודות לגמישות החומר המרכיב אותם, שכן ניתן לדחוס אותם בכוח האצבעות שלנו, להפעיל את המעגל שמתחתיו ולאחר מכן לשחזר את מיקומם ההתחלתי (לא להפעיל את המעגל באופן מיידי ), מוכן ללחיצה נוספת.
- המסטיק. השרף ממנו עשויים מסטיק או מסטיק הוא אלסטי במיוחד, עד כדי כך שנוכל לדחוס אותו בין השיניים או להרחיב אותו על ידי מילוי אוויר והכנת פצצה, בהנחה שהוא ישמור על צורתו המקורית פחות או יותר.
- הצמיגים. מטוס, מכונית, אופנוע, פועלים על בסיס הגמישות של הגומי, שפעם התנפח עם אוויר, הוא יכול לעמוד במשקל העצום של הרכב כולו ולהתעוות מעט, אך מבלי לאבד את זיכרון הצורה שלו, ובכך להפעיל סיבולת ומשאיר את הרכב תלוי.
חומרים אלסטיים
חומרים אלסטיים, אלה המסוגלים לשחזר את צורתם המקורית לאחר שסבלו מעיוות חלקי או מוחלט, הם רבים: גומי, גומי, ניילון, לייקרה, לטקס, מסטיק, צמר, סיליקון, גומי קצף, גרפן, פיברגלס, פלסטי, חבל, בין היתר.
חומרים אלו שימושיים ביותר בתעשיית הייצור, שכן מהם ניתן ליצור מספר עצום של יישומים וחפצי שימוש מעשיים.