11 Ichki kuchlar. Kesish usuli. Stresslar

1. Qiziqish nuqtasi va kesimdan o'tadigan tekislik bilan tanani aqliy ravishda kesib oling.Tana ikki qismga bo'linadi.
2. Ajratilgan qismlardan biri, masalan, chap tomoni I tashlanadi II- qismi olinadi. (1.1-rasm). Bunday holda, qolgan chap qism II muvozanati buziladi.
Olingan o'ng II qismning olib tashlangan I chap qismiga ta'sirini ichki kuchlanish kuchlari bilan almashtiring . Ularning kattaligi, yo'nalishi va tarqalish qonuni noma'lum. Biroq, ma'lumki, har qanday kuchlar tizimini bitta bosh vektor va bitta bosh momentga qisqartirish mumkin. 1.1 - shakl, v ularning quruvchilarini (komponentlarini) ko'rsatadi. Ular ba'zan ichki kuch omillari deb ataladi.
4. O'ng qismning muvozanat sharti yoziladi.
Har bir alohida turdagi ichki kuch omillari deformatsiyaning alohida turi bilan bog'liq. Misol uchun, agar novda kesmalarida faqat normal kuch N hosil bo'lsa va boshqalar nolga teng bo'lsa, u holda novda kuchlanish yoki siqilish deformatsiyasi ta'siri ostida bo'ladi . Agar novda kesmalarida faqat kesish (ko'ndalang) kuch (Q _x yoki Q _{y ) ta'sir etsa, u holda} kesish deformatsiyasi sodir bo'ladi, agar unga faqat M _b momenti ta'sir etsa, u holda buralish deformatsiyasi sodir bo'ladi . Agar faqat M _x yoki M _u harakat qilsa barning kesimida asosiy moment generatorlari , u sof egilish deformatsiyasi ostida. Bar bo'ladi murakkab deformatsiya holatida, agar kesmada bir vaqtning o'zida bir nechta kuchlanish kuchlari ta'sir qilsa. Ichki kuchlarning bo'limlar bo'yicha taqsimlanishi noma'lumligicha qolmoqda. Ushbu muammoni hal qilish uchun novda tashqi kuch ta'sirida yuzaga keladigan deformatsiyani tekshirish kerak. Deformatsiyaga qarab, tayoqning kesma yuzasida ichki kuchlarning taqsimlanishi aniqlanadi.
12. Shift. Stress, deformatsiya, potentsial energiya (sinov kuchlanishlari, aniq siljish, Guk qonuni, mutlaq va nisbiy siljish, potensial energiya).
Nyutonning birinchi qonuni oldinga va orqaga tebranayotgan jism kuchlarni boshdan kechirayotganini bildiradi. Kuchsiz ob'ekt tebranish o'rniga to'g'ri chiziq bo'ylab doimiy tezlikda harakat qiladi. Masalan, 1-rasmda ko'rsatilganidek, plastik o'lchagichni chapga yulib olishni ko'rib chiqaylik. O'lchagichning deformatsiyasi teskari yo'nalishda kuch hosil qiladi, bu esa tiklovchi kuch deb ataladi . Bo'shatilgandan so'ng, tiklovchi kuch o'lchagichni o'zining barqaror muvozanat holatiga qaytishiga olib keladi, bu erda undagi aniq kuch nolga teng. Biroq, o'lchagich u erga etib borganida, u kuchga ega bo'ladi va o'ng tomonga harakat qilishni davom ettiradi, bu esa qarama-qarshi deformatsiyani keltirib chiqaradi. Keyin u chapga, muvozanat orqali orqaga majburlanadi va dissipativ kuchlar harakatni susaytirguncha jarayon takrorlanadi. Bu kuchlar tizimdan mexanik energiyani olib tashlaydi, o'lchagich o'rnini bosguncha harakatni asta-sekin kamaytiradi.
Eng oddiy tebranishlar tiklash kuchi siljish bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lganda sodir bo'ladi. Stress va deformatsiya Nyutonning Uchinchi Harakat Qonunida yoritilganda, kuch va siljish o'rtasidagi munosabatlarga Huk qonuni shunday nom berildi: F = - kx .
Bu erda F - tiklovchi kuch, x - muvozanat yoki deformatsiyadan siljish va k - tizimni deformatsiya qilish qiyinligi bilan bog'liq doimiy. Minus belgisi tiklash kuchining siljishga qarama-qarshi yo'nalishda ekanligini ko'rsatadi.
Kuch doimiyligi k tizimning qattiqligi (yoki qattiqligi) bilan bog'liq - kuch doimiyligi qanchalik katta bo'lsa, tiklovchi kuch shunchalik katta bo'ladi va tizim qattiqroq bo'ladi. K ning birliklari metrga nyuton ( N/m). Masalan, biz satrni cho'zganimizda k to'g'ridan-to'g'ri Yang moduliga bog'liq. 3-rasmda Guk qonuni bilan tavsiflanishi mumkin bo'lgan tizim uchun tiklovchi kuchning mutlaq qiymatining siljishiga nisbatan grafigi ko'rsatilgan - bu holda oddiy buloq. Grafikning qiyaligi metrga nyutonda k kuch konstantasiga teng . Umumiy fizika laboratoriya mashg'uloti buloqlar tomonidan yaratilgan tiklovchi kuchlarni o'lchash, ular Guk qonuniga rioya qilish yoki yo'qligini aniqlash va agar shunday bo'lsa, ularning kuch konstantalarini hisoblashdir.
Deformatsiyani hosil qilish uchun ish bajarilishi kerak. Ya'ni, siz gitara torini uzsangiz ham yoki avtomobil prujinasini siqsangiz ham, masofadan kuch ta'sir qilishi kerak. Agar yagona natija deformatsiya bo'lsa va hech qanday ish issiqlik, tovush yoki kinetik energiyaga kirmasa, unda barcha ish dastlab deformatsiyalangan ob'ektda potentsial energiyaning qandaydir shakli sifatida saqlanadi. Prujinada saqlanadigan potensial energiya PEel =12 kx 2 PEel=12 �� 2 ga teng . Bu erda biz Guk qonuni bilan tavsiflanishi mumkin bo'lgan har qanday tizimning deformatsiyasi uchun elastik potentsial energiya haqidagi fikrni umumlashtiramiz. Demak, PEel =12 kx 2 PEel=12 �� 2 , bu yerda PE _el har qanday deformatsiyalangan tizimda to‘plangan, Guk qonuniga bo‘ysunuvchi va muvozanatdan x siljishiga va k kuch konstantasiga ega bo‘lgan elastik potentsial energiyadir .
To'plangan energiyani topish uchun tizimni deformatsiyalashda bajarilgan ishni topish mumkin. Bu ish qo'llaniladigan kuch F _{ilovasi tomonidan amalga oshiriladi} . Qo'llaniladigan kuch tiklovchi kuchga (harakat-reaktsiya) to'liq qarama-qarshidir va shuning uchun F _app = kx . 5-rasmda Guk qonuni bilan tavsiflanishi mumkin bo'lgan tizim uchun qo'llaniladigan kuchning x deformatsiyasiga nisbatan grafigi ko'rsatilgan . Tizimda bajarilgan ish egri chiziq ostidagi maydon yoki 12 kx 2 12 �� 2 ga teng bo‘lgan masofaga ko‘paytirilgan kuchdir (5-rasmdagi A usul). Ishni aniqlashning yana bir usuli shundaki, kuch 0 dan kx gacha chiziqli ravishda ortib boradi , shuning uchun o'rtacha kuch 12 kx 12 ��, ko'chirilgan masofa x bo'ladi va shuning uchun W = F app d = ( 12 kx ) ( x )=12/ kx^ 2
Shakl 5. Guk qonuni bilan tavsiflanishi mumkin bo'lgan tizimning deformatsiyasi uchun qo'llaniladigan kuchning masofaga nisbatan grafigi ko'rsatilgan. Tizimda bajarilgan ish grafik ostidagi maydonga yoki uchburchakning maydoniga teng bo'ladi, bu uning poydevorining yarmini balandligiga ko'paytiradi yoki W = 1/2kx^2

• 
  Tebranish - bu jismning ikki deformatsiya nuqtasi orasidagi oldinga va orqaga harakatlanishi.
  
• 
  Tebranish to'lqinni yaratishi mumkin, bu bezovtalik u yaratilgan joydan tarqaladi.
  
• 
  Tebranishlar va to'lqinlarning eng oddiy turi Guk qonuni bilan tavsiflanishi mumkin bo'lgan tizimlar bilan bog'liq: F = - kx ,
  bu erda F - tiklovchi kuch, x - muvozanat yoki deformatsiyadan siljish, k - tizimning kuch konstantasi.
  
• 
  Guk qonuni bilan tavsiflanadigan tizim deformatsiyasida saqlanadigan elastik potentsial energiya PE _el PEel =12 kx 2 bilan berilgan.
  
•