fiz8-1.7· Bölmə 1 Qüvvə· ~13 dəq

Elastiklik qüvvəsi

Elastik və plastik deformasiya, elastiklik qüvvəsinin yaranması və Huk qanunu Fel=−kΔxF_{\text{el}} = -k\Delta x ilə yayın sərtlik əmsalı kk.

Bəzi cisimlərə qüvvə təsir etdikdə onların forması dəyişir; bu hadisə deformasiya adlanır. Qüvvənin təsiri aradan qalxdıqdan sonra cisim əvvəlki vəziyyətinə qayıdırsa, bu, elastik deformasiyadır; qayıtmırsa, plastik deformasiyadır. Elastik deformasiya nəticəsində cisimdə yaranan və onu əvvəlki vəziyyətinə qaytaran qüvvəyə elastiklik qüvvəsi deyilir. Yaydan növbə ilə bir, iki, üç və dörd yük asdıqda görünür ki, yayın uzanması neçə dəfə artırsa, yayda yaranan elastiklik qüvvəsi də bir o qədər artır; bu asılılıq Huk qanunu ilə ifadə olunur: Fel=−kΔxF_{\text{el}} = -k\Delta x. Burada Δx\Delta x yayın uzanması və ya sıxılmasıdır, mənfi işarə isə elastiklik qüvvəsinin deformasiya edən qüvvənin əksinə yönəldiyini göstərir. kk yayın sərtlik əmsalı adlanır, onun vahidi N/m\text{N/m}-dir və yayın ölçülərindən, hazırlandığı maddənin növündən asılıdır. Huk qanununu ingilis alimi Robert Huk (1655-1703) kəşf etmişdir. Yaydan asılmış yük sükunətdə olduqda ona aşağı yönəlmiş ağırlıq qüvvəsi və yuxarı yönəlmiş elastiklik qüvvəsi təsir edir, bu iki qüvvə isə qiymətcə bərabərdir: mg=kΔxmg = k\Delta x.

📌Nümunə

Məsələn: ağırlıq qüvvəsi 20 N20\ \text{N} olan yük yayı 0.01 m0.01\ \text{m} uzatdıqda, yayın sərtlik əmsalı k=20 N/0.01 m=2000 N/mk = 20\ \text{N} / 0.01\ \text{m} = 2000\ \text{N/m} olur.

Əsas terminlər

Deformasiya — Qüvvə təsiri ilə cismin formasının dəyişməsi.
Elastik deformasiya — Qüvvənin təsiri aradan qalxdıqdan sonra cismin əvvəlki vəziyyətinə qayıtdığı deformasiya növü.
Plastik deformasiya — Qüvvənin təsiri aradan qalxdıqdan sonra cismin əvvəlki vəziyyətinə qayıtmadığı deformasiya növü.
Elastiklik qüvvəsi — Elastik deformasiya nəticəsində cisimdə yaranan və onu əvvəlki vəziyyətinə qaytaran qüvvə.
Huk qanunu — Fel=−kΔxF_{\text{el}} = -k\Delta x; mənfi işarə elastiklik qüvvəsinin deformasiya edən qüvvənin əksinə yönəldiyini göstərir.
Sərtlik əmsalı — kk hərfi ilə işarə olunan, yayın ölçülərindən və hazırlandığı maddənin növündən asılı kəmiyyət; vahidi N/m\text{N/m}-dir.
Elastik və plastik deformasiya
XüsusiyyətElastik deformasiyaPlastik deformasiya
Qüvvə götürüldükdən sonraƏvvəlki vəziyyətə qayıdırƏvvəlki vəziyyətə qayıtmır
NümunəƏyilmiş metal lövhəQatlanmış kağız vərəq
Elastiklik qüvvəsiYaranırYaranmır

Elastiklik qüvvəsi yalnız elastik deformasiyaya uğramış cisimdə yaranır.

Elastiklik qüvvəsinin kəmiyyətləri
KəmiyyətİşarəDüsturBS vahidi
Elastiklik qüvvəsiFelF_{\text{el}}Fel=−kΔxF_{\text{el}} = -k\Delta xN\text{N}
Sərtlik əmsalıkkk=F/Δxk = F/\Delta xN/m\text{N/m}
Yayın uzanması/sıxılmasıΔx\Delta xmg=kΔxmg = k\Delta x (tarazlıqda)m\text{m}

Yaydan asılmış yük sükunətdə olduqda ağırlıq qüvvəsi elastiklik qüvvəsinə bərabərdir.

✎Yayın sərtlik əmsalını hesablamaq
  1. 1Verilənlər: Yükün ağırlıq qüvvəsi 20 N20\ \text{N}, yayın uzanması Δx=0.01 m\Delta x = 0.01\ \text{m}, yük sükunətdədir.
  2. 2Qayda: Sükunətdə mg=kΔxmg = k\Delta x, yəni F=kΔxF = k\Delta x.
  3. 3Hesablama: k=F/Δx=20 N/0.01 m=2000 N/mk = F/\Delta x = 20\ \text{N} / 0.01\ \text{m} = 2000\ \text{N/m}.
  4. 4Nəticə: Yayın sərtlik əmsalı 2000 N/m2000\ \text{N/m}-dir.
✎Fərqli uzanma üçün tələb olunan qüvvəni tapmaq
  1. 1Verilənlər: 5 N5\ \text{N} qüvvə yayı 20 mm=0.02 m20\ \text{mm} = 0.02\ \text{m} uzadır.
  2. 2Sərtlik əmsalı: k=F/Δx=5 N/0.02 m=250 N/mk = F/\Delta x = 5\ \text{N} / 0.02\ \text{m} = 250\ \text{N/m}.
  3. 3Yeni qüvvə: F=kΔx=250 N/m×0.007 m=1.75 NF = k\Delta x = 250\ \text{N/m} \times 0.007\ \text{m} = 1.75\ \text{N}.
  4. 4Nəticə: Yayı 7 mm7\ \text{mm} uzatmaq üçün 1.75 N1.75\ \text{N} qüvvə tələb olunur.
🚫Tez-tez səhv

Mənfi işarə Fel=−kΔxF_{\text{el}} = -k\Delta x elastiklik qüvvəsinin sıfır olduğunu yox, deformasiya edən qüvvənin əksinə yönəldiyini göstərir.

🚫Tez-tez səhv

Sərtlik əmsalını hesablayanda uzunluğu metrə çevirin: 10 sm=0.1 m10\ \text{sm} = 0.1\ \text{m}, əks halda nəticə on və ya yüz dəfə səhv çıxır.

⚠️Diqqət

Elastik və plastik deformasiyanı qarışdırmayın: əyilib əvvəlki formasına qayıdan cisim elastik, qayıtmayan isə plastik deformasiyaya uğrayıb.

💡Qeyd

Sərtlik əmsalı böyük olan yayı eyni qədər dartmaq üçün daha böyük qüvvə lazımdır: Fel=kΔxF_{\text{el}} = k\Delta x.

Qaydalar

  1. 1Qüvvə təsiri ilə cismin formasının dəyişməsinə deformasiya deyilir; təsir aradan qalxdıqdan sonra əvvəlki vəziyyətinə qayıdan deformasiya elastik, qayıtmayan isə plastik deformasiyadır.
  2. 2Elastik deformasiya nəticəsində cisimdə yaranan və onu əvvəlki vəziyyətinə qaytaran qüvvəyə elastiklik qüvvəsi deyilir.
  3. 3Huk qanununa görə Fel=−kΔxF_{\text{el}} = -k\Delta x; mənfi işarə elastiklik qüvvəsinin deformasiya edən qüvvənin əksinə yönəldiyini göstərir.
  4. 4kk yayın sərtlik əmsalıdır, vahidi N/m\text{N/m}-dir və yayın ölçülərindən və hazırlandığı maddənin növündən asılıdır.
  5. 5Yayın uzanması (və ya sıxılması) neçə dəfə artırsa, yayda yaranan elastiklik qüvvəsi də bir o qədər artır.
  6. 6Yaydan asılaraq sükunətdə olan yükə aşağı yönəlmiş ağırlıq qüvvəsi və yuxarı yönəlmiş elastiklik qüvvəsi təsir edir; sükunətdə bu qüvvələr qiymətcə bərabərdir: mg=kΔxmg = k\Delta x.

Məşq

5 asan · 5 orta · 5 çətin

Hər testdə təsadüfi 10-dək sual seçilir

AsanOrtaÇətinQarışıq