Qattiq jismlarga kuch bilan ta’sir qilganda uning elastik xossalar unga javob beradi. Jismni yaxlit ushlab turuvchi kuchlar qay darajada katta? Buni aniqlash uchun tajriba o„tkazish mumkin. Masalan, uzunligi 1 m bo’lgan mis simga vertikal yo’nalishda yuk qo’yamiz. Misning ko’ndalang kesim yuzi . Agarda yana 5 kg yuk qo’shsak, u holda sim ga uzayadi (taxminan 0,5 mm). Agarda biz yana 10 kg yuk qo’shsak, uzayish ga etadi, ya’ni 2 marta ko’proq cho’ziladi. Xuddi shunday ko’ndalang kesimi katta sim bunchalik uzaymagan bo’lar edi. Masalan, 0,1 m uzunlikdagi sim 10 kg yukda cho’zilgan bo’lar edi. Uzunligi 1m bo’lgan qalinroq sim ham kamroq cho’zilar edi. Ko’nlalang kesimi bo„lgan sim 10 kg yukda cho’ziladi.
23-rasm. Deformatsiyalangan o‟tkazgich.
(1.23 rasm). Agarda biz kuchni olsak, sim dastlabki holatiga qaytadi. Bu hodisaga elastik deformatsiya deyiladi. Agarda ko’p yuk qo’yilsa, bunday qaytish yuz bermaydi. (bu plastik deformatsiyadir). Elastik deformatsiyani quyidagi tenglama orqali yozish mumkin:
(1.30)
Bunda kuch, ko’ndalang kesim yuzi, boshlang„ich uzunlik, cho„zilish, elastiklik yoki Yung moduli. U da o’lchanadi. si katta jismlarni cho’zish, si kichik jismlarga qaraganda qiyinroq. Tenglamaning chap tomonidagi kuchlanish deyiladi, u ham da yoki
paskalda o’lchanadi. nisbiy deformatsiya o’lchamsiz kattalik.
Misol 1. Mis uchun Yung modulini baholaymiz.
Yyechish. mis sim ko’ndalang kesim yuzi , uzunligi 1m, yuk
10kg, formulaga qo’yib hisoblasak kelib chiqadi.
Elastiklik atom tuzilishi bilan bog’liqdir. Qattiq jismdagi atom va molekulalar elektromagnit kuchlar bilan bir-biriga bog’langan . Buni prujinalar bilan bog’langan sharlar kabi tasavvur qilish mumkin. Kichik deformatsiyalar uchun bu yaxshi model hisoblanadi. Tashqi kuchlar ta’sirida qattiq jism deformatsiyalanadi. Agar jism absolyut qattiq bo’lganda hech qanday deformatsiya bo’lmagan bo’lar edi. Haqiqatda har qanday real qattiq jism deformatsiyaga uchraydi. Biologiyada ko’plab strukturali qattiq jismlar mavjud va ularda deformatsiya kuzatiladi. Bularga suyak, yumshoq to’qima, teri, qon tomirlari, muskallar, daraxt va boshqalar kiradi. Bundan tashqari tibbiyotda qo’llaniladigan sun’iy implantlar ham kiradi.
1.24-rasm. Boldir suyagining kuchlanganligi
1.24-rasmda boldir suyagiga kuchlanish qo’yilgan. Agar boldir suyakka qo’yilgan kuchlanishni oshirib borsak, xuddi mis sim holidek, ya’ni 1.23- rasmdagidek holat uchun grafik hosil qilamiz.
1.25-rasm.
Kuchlanish kam bo’lganda nisbiy deformatsiya va kuchlanish orasidagi bog’lanish chiziqli bo’ladi . Agar kuchlanish oshirilsa, bu bog’lanish chiziqli bo’lmaydi. Kuchlanish yana oshirilsa, suyak uzilishi mumkin. Katta yoshli odam suyagi 3% gacha cho’zilishi mumkin. Boshqa moddalar uchun, masalan, metall, shisha, polimerlar uchun deformatsiya plastik hisoblanadi.
Elastik deformatsiya quyidagi formula bo’yicha sodir bo’ladi: yoki elastiklik koeffitsienti.
Mustahkamlik chegarasi cho’zilishiga qaraganda siqilishda 25% ga ko’proq bo„ladi.
Yuqoridagi formula Guk qonunidir.
Misol 2. Yung modulini suyak qismi deformatsiyasi uchun baholaymiz.
Agar odam massasi 85 kg bo’lsa va suyak uzunligi 0,5m ko„ndalang kesim yuzi . Agar odam 100 kg massali yukni ko’tarsa, boldir suyak 0,04 mm ga siqiladi. Agar elastiklik chegarasi bo’lsa, bu suyak qancha kuchlanishga chidam bera oladi?
Yechish. 100 kg massali odam ikki oyog’i bilan ko’taradi, u holda har bir oyoq suyagiga kuch to’g’ri keladi. Bu holda
, u holda nisbiy deformatsiya yoki .
Demak, bu suyakning ko’tarish kuchi (mustahkamlik chegarasi)
.
26-rasm. F kuch ta’sirida deformatsiyalangan qattiq jism
1.26 rasmda siljish deformatsiyasi ko„rsatilgan. Bu holda uch o’q bo’yicha deformatsiya uch xilda bo’ladi, ya’ni farq qiladi.
Bu holda ham kuchlanish kichik bo’lganda nisbiy deformatsiya va kuchlanish orasidagi bog’lanish chiziqli bo’ladi. Agar modda anizotrop bo’lsa, u holda 6 ta turli siljish moduli bo’ladi.
J. Newman, Physics of the Life Sciences, DOI: 10.1007/978-0-387-77259-2_9, © Springer Science+Business Media, LLC 2008, pp. 74-76
Tayanch iboralar deformasiya, egilish, buralish, siljish,elastiklik, plastik; noelastik, kollagen ,Yung moduli ,biopolimerlar
Xulosalar
Biomexanika hozirgi vaqtda turli tirik tabiat uchun, ularda sodir bo’layotgan mexanik xossalarni o’rganish uchun asos bo’lib xizmat qiladi. Yurakning mexanik ishi va quvvati, muskullarning statik ishi va shunga o’xshash hodisalar shu bo’limda o’rganiladi. Bu bo’limda tirik tabiat uchun zarur bo’lgan deformasiya hodisasi va uning turlarini ham o’rganish mumkin.
Do'stlaringiz bilan baham: |
