ප්රත්යාස්ථ බලය සොයා ගැනීමට ප්රත්යාස්ථ බලය. සූත්රය. අර්ථ දැක්වීම. මූලික සංකල්ප. නිරපේක්ෂ හා සාපේක්ෂ දිගු කිරීම
බාහිර බලයක් ශරීරයක් මත ක්රියා කරන විට, එය විකෘති වේ (ශරීරයේ ප්රමාණය, පරිමාව සහ බොහෝ විට හැඩයේ වෙනසක් ඇත). ඝන සිරුරක විරූපණය තුළදී, ස්ඵටික දැලිස් වල නෝඩ් වල පිහිටන ලද අංශු ආරම්භක සමතුලිතතා ස්ථානවල සිට නව ස්ථාන දක්වා විස්ථාපනය සිදු වේ. අංශු අන්තර්ක්‍රියා කරන බලවේග මගින් එවැනි මාරුවක් වළක්වයි. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, බාහිර බලවේග සමතුලිත කිරීම, අභ්යන්තර ප්රත්යාස්ථ බලවේග පෙනේ. මෙම බලවේග විකෘති ශරීරයට යොදනු ලැබේ. ප්රත්යාස්ථ බලවේගවල විශාලත්වය ශරීරයේ විරූපණයට සමානුපාතික වේ.
ප්රත්යාස්ථ බලයේ අර්ථ දැක්වීම සහ සූත්රය
අර්ථ දැක්වීම
ප්රත්යාස්ථතා බලයබාහිර බලපෑමට ප්රතිචාරයක් ලෙස ශරීරයේ විරූපණය හේතුවෙන් පැන නගින විද්යුත් චුම්භක ස්වභාවයක් ඇති බලයක් ලෙස හැඳින්වේ.
ප්රත්යාස්ථ විකෘතියක් යනු බාහිර බලයක ක්‍රියාව අවසන් කිරීමෙන් පසු ශරීරය එහි පෙර හැඩය සහ මානයන් යථා තත්වයට පත් කරන විට විරූපණය අතුරුදහන් වේ. විරූපණය ප්රත්යාස්ථ වන්නේ බාහිර බලය නිශ්චිත අගයක් නොඉක්මවන නම්, ප්රත්යාස්ථ සීමාව ලෙස හැඳින්වේ. ප්රත්යාස්ථ විරූපණයන් යටතේ ප්රත්යාස්ථ බලය විභවය වේ. ප්රත්යාස්ථ බල දෛශිකයේ දිශාව විකෘති කිරීමේදී විස්ථාපන දෛශිකයේ දිශාවට විරුද්ධ වේ. නැතහොත්, වෙනත් ආකාරයකින්, විරූපණය තුළ අංශු චලනය කිරීමට එරෙහිව ප්රත්යාස්ථ බලය යොමු කර ඇති බව අපට පැවසිය හැකිය.
ඝන ද්රව්යවල ප්රත්යාස්ථ ගුණාංගවල ලක්ෂණ
ඝන ද්රව්යවල ප්රත්යාස්ථ ගුණාංග ආතතිය මගින් සංලක්ෂිත වේ, එය බොහෝ විට අක්ෂරයෙන් දැක්වේ. ආතතිය යනු ශරීරයේ ඒකක කොටසකට වැටෙන ප්රත්යාස්ථ බලයට සමාන භෞතික ප්‍රමාණයකි.
එහිදී dF upr යනු ශරීරයේ ප්රත්යාස්ථතා බලයේ මූලද්‍රව්‍යය වේ; dS යනු ශරීරයේ අංශ ප්රදේශයේ මූලද්රව්යයකි. දෛශිකය dS ට ලම්බක නම් වෝල්ටීයතාවය සාමාන්ය ලෙස හැඳින්වේ.
ප්රත්යාස්ථ බලය ගණනය කිරීමේ සූත්රය ප්රකාශනය වේ:
එහිදී - සාපේක්ෂ විරූපණය, - නිරපේක්ෂ විරූපණය, x - ශරීරයේ හැඩය හෝ ප්රමාණය සංලක්ෂිත වූ ප්‍රමාණයේ ආරම්භක අගය; K යනු ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය ( at ) වේ. ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකයේ අන්යෝන්ය ප්රත්යාස්ථතා සංගුණකය ලෙස හැඳින්වේ. සරලව කිවහොත්, ප්රත්යාස්ථ බලය විකෘතියේ විශාලත්වයට සමානුපාතික වේ.
කල්පවත්නා ආතතිය (සම්පීඩනය)
කල්පවත්නා (ඒකපාර්ශ්වික) දිගු කිරීම සමන්විත වන්නේ ආතන්ය (සම්පීඩන) බලයක ක්රියාකාරිත්වය යටතේ ශරීරයේ දිග වැඩි වීමක් (අඩුවීමක්) සිදු වන බැවිනි. මෙම ආකාරයේ විරූපණය අවසන් කිරීම සඳහා කොන්දේසිය වන්නේ සමානාත්මතාවය ඉටු කිරීමයි:
F යනු ශරීරයට යොදන බාහිර බලය වන අතර Fupr යනු ශරීරයේ ප්රත්යාස්ථතා බලයයි. සලකා බලනු ලබන ක්රියාවලියේ විරූපණය මිනුම සාපේක්ෂ දිගු කිරීම (සම්පීඩනය) වේ.
එවිට ප්රත්යාස්ථ බලයේ මාපාංකය මෙසේ අර්ථ දැක්විය හැක.
එහිදී E යනු Young's මාපාංකය වන අතර, එය සලකා බලනු ලබන අවස්ථාවක දී ප්රත්යාස්ථ මාපාංකයට (E=K) සමාන වන අතර එය ශරීරයේ ප්රත්යාස්ථ ගුණ සංලක්ෂිත වේ; l යනු ශරීරයේ ආරම්භක දිග වේ; - බර F=F_upr යටතේ දිග වෙනස් වීම. හිදී 
නියැදියේ හරස්කඩ ප්රදේශය වේ.
ප්රකාශනය (4) හූක්ගේ නියමය ලෙස හැඳින්වේ.
සරලම අවස්ථාවෙහිදී, වසන්තය දිගු කරන විට (සම්පීඩනය) සිදු වන ප්රත්යාස්ථ බලය සලකා බලන්න. එවිට හූක්ගේ නීතිය මෙසේ ලියා ඇත:
මෙහි F x යනු ප්රත්යාස්ථ බලයේ ප්‍රක්ෂේපණයේ මාපාංකය වේ; k යනු වසන්ත නියතය, x යනු වසන්තයේ දිගු වීම.
ෂියර් විරූපණය
කැපුමක් යනු යම් තලයකට සමාන්තර වූ ශරීරයේ සියලුම ස්ථර එකිනෙකට සාපේක්ෂව විස්ථාපනය වන විරූපණයකි. කපන විට, විකෘති වූ ශරීරයේ පරිමාව වෙනස් නොවේ. එක් ගුවන් යානයක් අනෙක් යානයට සාපේක්ෂව විස්ථාපනය වන කොටස නිරපේක්ෂ මාරුවක් ලෙස හැඳින්වේ (රූපය 1 කොටස AA '). මාරු කෝණය () කුඩා නම්, එසේ නම් 
. මේ කොන? (සාපේක්ෂ කතුර) සාපේක්ෂ විරූපණය ගුනාංගීකරනය කරයි. මෙම අවස්ථාවේදී, වෝල්ටීයතාවය:
මෙහි G යනු කැපුම් මාපාංකයයි.
ප්රත්යාස්ථ බල ඒකක
SI පද්ධතියේ ප්රත්යාස්ථ බලවේග (මෙන්ම වෙනත් ඕනෑම බලයක්) මැනීමේ මූලික ඒකකය වන්නේ: \u003d H
SGS හි: =dyn
ගැටළු විසඳීමේ උදාහරණ
උදාහරණයක්
ව්යායාම කරන්න.වසන්තය විකෘති වූ විට, k ට සමාන වන දෘඪතාව, ප්රත්යාස්ථ බලයේ කාර්යය කුමක්ද? වසන්තයේ ආරම්භක දිගුව x 1 නම්, පසුව දිගුව x 2 විය.
විසඳුමක්.හූක්ගේ නියමයට අනුකූලව, අපි ප්රත්යාස්ථ බලයේ මාපාංකය සොයා ගනිමු:
මෙම අවස්ථාවෙහිදී, පළමු විකෘතියේ ප්රත්යාස්ථ බලය සමාන වනු ඇත:
දෙවන විරූපණය සම්බන්ධයෙන්, අපට ඇත්තේ:
ප්රත්යාස්ථ බලවේගවල කාර්යය (A) පහත පරිදි සොයාගත හැකිය:
ප්රත්යාස්ථ බලයේ සාමාන්ය අගය කොහිද, සමාන වේ:
S-විස්ථාපන මොඩියුලය, සමාන:
විස්ථාපන දෛශික සහ ප්රත්යාස්ථ බලවේගවල දෛශිකය අතර කෝණය (මෙම දෛශික ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට යොමු කෙරේ). අපි ප්‍රකාශන (1.2), (1.3), (1.5) සහ (1.6) වැඩ (1.4) සඳහා සූත්‍රයට ආදේශ කරමු, අපට ලැබෙන්නේ:
පිළිතුර. 
උදාහරණයක්
ව්යායාම කරන්න.ස්කන්ධය m (ද්රව්ය ලක්ෂ්‍යයක් ලෙස සැලකිය හැකි) ශරීරයක් රබර් ලණුවකට බැඳ ඇත. මෙම ශරීරය භ්‍රමණ සංඛ්‍යාතය n සහිත තිරස් තලයේ කවයක් විස්තර කරයි. සිරස් සිට ලණුවෙහි අපගමනය කෝණය වේ. ලණුවේ තද බව කි. දිගු නොකළ ලණුවේ දිග කොපමණද (l 0)?
අර්ථ දැක්වීම
ශරීරයේ විරූපණය හා එහි මුල් තත්වයට ආපසු යාමට උත්සාහ කිරීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස ඇතිවන බලය ලෙස හැඳින්වේ ප්රත්යාස්ථ බලය.
බොහෝ විට එය $(\overline(F))_(upr)$ වලින් දැක්වේ. ශරීරය විකෘති වූ විට පමණක් ප්රත්යාස්ථ බලය දිස්වන අතර විරූපණය අතුරුදහන් වුවහොත් අතුරුදහන් වේ. බාහිර බර ඉවත් කිරීමෙන් පසු ශරීරය එහි විශාලත්වය සහ හැඩය සම්පූර්ණයෙන්ම යථා තත්වයට පත් කරයි නම්, එවැනි විරූපණය ප්රත්යාස්ථ ලෙස හැඳින්වේ.
I. නිව්ටන්ගේ සමකාලීනයෙකු වූ R. හූක්, විකෘතියේ විශාලත්වය මත ප්රත්යාස්ථ බලයේ රඳා පැවැත්ම තහවුරු කළේය. හූක් දිගු කලක් තිස්සේ ඔහුගේ නිගමනවල වලංගු භාවය සැක කළේය. ඔහුගේ එක් පොතක, ඔහු තම නීතියේ සංකේතාත්මක සූත්‍රගත කිරීමක් ලබා දුන්නේය. එයින් අදහස් කළේ: ලතින් භාෂාවෙන් "Ut tensio, sic vis": දිගු කිරීම යනු කුමක්ද, එය ශක්තියයි.
සිරස් අතට පහළට යොමු කර ඇති ආතන්ය බලයකට ($\overline(F)$) යටත් වන වසන්තයක් සලකා බලන්න (රූපය 1).
$\overline(F\ )$ බලය විකෘති බලය ලෙස හැඳින්වේ. විකෘති බලයක බලපෑම යටතේ, වසන්තයේ දිග වැඩි වේ. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, $\overline(F\ )$ බලය තුලනය කරමින්, ප්රත්යාස්ථ බලයක් ($(\overline(F))_u$) වසන්තයේ දිස්වේ. විරූපණය කුඩා සහ ප්රත්යාස්ථ නම්, වසන්තයේ දිගුව ($\Delta l$) විකෘති බලයට සෘජුව සමානුපාතික වේ:
\[\overline(F)=k\Delta l\left(1\දකුණ),\]
එහිදී සමානුපාතිකත්වයේ සංගුණකයේ වසන්තයේ දෘඪතාව (ප්රත්යාස්ථතා සංගුණකය) $k$ ලෙස හැඳින්වේ.
දෘඪතාව (දේපලයක් ලෙස) යනු විරූපණය වන ශරීරයේ ප්රත්යාස්ථ ගුණාංගවල ලක්ෂණයකි. දෘඪතාව බාහිර බලයට ප්රතිරෝධය දැක්වීමට ශරීරයට ඇති හැකියාව, එහි ජ්යාමිතික පරාමිතීන් පවත්වා ගැනීමට ඇති හැකියාව ලෙස සැලකේ. වසන්තයේ දෘඪතාව වැඩි වන තරමට එය ලබා දී ඇති බලයේ බලපෑම යටතේ එහි දිග වෙනස් වේ. දෘඪතා සංගුණකය යනු දෘඪතාවයේ ප්රධාන ලක්ෂණයයි (ශරීරයේ දේපලක් ලෙස).
වසන්ත දෘඪතාවයේ සංගුණකය වසන්තය සෑදූ ද්රව්ය සහ එහි ජ්යාමිතික ලක්ෂණ මත රඳා පවතී. උදාහරණයක් ලෙස, රවුම් කම්බි වලින් තුවාළ වී එහි අක්ෂය දිගේ ප්රත්යාස්ථ විරූපණයට ලක්වන දඟර සහිත දඟර වසන්තයක දෘඪතා සංගුණකය මෙසේ ගණනය කළ හැක:
මෙහි $G$ යනු කැපුම් මාපාංකය (ද්රව්ය මත පදනම්ව අගය); $d$ - වයර් විෂ්කම්භය; $d_p$ - වසන්ත දඟර විෂ්කම්භය; $n$ යනු වසන්තයේ දඟර ගණනයි.
ජාත්යන්තර ඒකක පද්ධතියේ (SI) දෘඩතා සංගුණකය සඳහා මිනුම් ඒකකය නිව්ටන් මීටරයෙන් බෙදනු ලැබේ:
\[\left=\left[\frac(F_(upr\ ))(x)\right]=\frac(\left)(\left)=\frac(H)(m).\]
දෘඪතා සංගුණකය ඒකක දුරකට එහි දිග වෙනස් කිරීම සඳහා වසන්තයට යෙදිය යුතු බලයේ ප්රමාණයට සමාන වේ.
වසන්ත තද සූත්රය
$N$ උල්පත් ශ්‍රේණියට සම්බන්ධ කිරීමට ඉඩ දෙන්න. එවිට සම්පූර්ණ සන්ධියේ තද බව සමාන වේ:
\[\frac(1)(k)=\frac(1)(k_1)+\frac(1)(k_2)+\ dots =\sum\සීමා^N_(\ i=1)(\frac(1) (k_i)\වම(3\දකුණ),)\]
මෙහි $k_i$ යනු $i-th$ වසන්තයේ දෘඪතාවයි.
උල්පත් ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ කරන විට, පද්ධතියේ තද බව තීරණය වන්නේ:
විසඳුමක් සමඟ ගැටළු සඳහා උදාහරණ
උදාහරණ 1
ව්යායාම කරන්න.බරක් නොමැති විට වසන්තයේ දිග $l=0.01$ m සහ 10 $\frac(N)(m) ට සමාන දෘඪතාවක් ඇත. වසන්තය $F$= 2 N ? වසන්තයේ විරූපණය කුඩා හා ප්රත්යාස්ථ බව උපකල්පනය කරන්න.
විසඳුමක්.ප්රත්යාස්ථ විරූපණයන් යටතේ වසන්තයේ තද බව නියත අගයකි, එයින් අදහස් කරන්නේ අපගේ ගැටලුවේ:
ප්රත්යාස්ථ විරූපණයන් යටතේ, හූක්ගේ නියමය ඉටු වේ:
(1.2) සිට අපි වසන්තයේ දිගුව සොයා ගනිමු:
\[\Delta l=\frac(F)(k)\වම(1.3\දකුණ)\]
දිගු කරන ලද වසන්තයේ දිග:
වසන්තයේ නව දිග ගණනය කරන්න:
පිළිතුර. 1) $k"=10\ \frac(Н)(m)$; 2) $l"=0.21$ m
උදාහරණ 2
ව්යායාම කරන්න.$k_1$ සහ $k_2$ තද බව සහිත උල්පත් දෙකක් ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ කර ඇත. දෙවන වසන්තයේ දිග $\Delta l_2$ කින් වැඩි කළහොත් පළමු වසන්තයේ (පය. 3) දිගුව කුමක්ද?
විසඳුමක්.උල්පත් ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ කර ඇත්නම්, එක් එක් උල්පත් මත ක්රියා කරන විකෘති බලය ($\overline(F)$) සමාන වේ, එනම් එය පළමු වසන්තය සඳහා ලිවිය හැකිය:
දෙවන වසන්තය සඳහා අපි ලියන්නෙමු:
ප්‍රකාශනවල වම් කොටස් (2.1) සහ (2.2) සමාන නම්, දකුණු කොටස් ද සමාන කළ හැකිය:
සමානාත්මතාවයෙන් (2.3) අපි පළමු වසන්තයේ දිගුව ලබා ගනිමු:
\[\Delta l_1=\frac(k_2\Delta l_2)(k_1).\]
පිළිතුර.$\Delta l_1=\frac(k_2\Delta l_2)(k_1)$
ශරීරයක් මත බලයක් ක්රියා කරන්නේ නම්, මෙම බලයේ බලපෑම යටතේ ශරීරය චලනය වන බව ඔබ සහ මම දනිමු. නිදසුනක් වශයෙන්, පෘථිවිය විසින් ආකර්ෂණය වන නිසා කොළයක් බිමට වැටේ. නමුත් බංකුවක් මත කොළයක් වැටුණොත්, එය දිගටම වැටෙන්නේ නැත, සහ බංකුව හරහා වැටෙන්නේ නැත, නමුත් විවේකයෙන් සිටී.
පත්‍රය හදිසියේම චලනය වීම නැවැත්වුවහොත් එයින් අදහස් වන්නේ එහි චලනයට ප්රතිරෝධය දක්වන බලයක් දර්ශනය වී තිබිය යුතු බවයි. මෙම බලය පෘථිවියේ ආකර්ෂණයට ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට ක්රියා කරන අතර විශාලත්වයෙන් එය සමාන වේ. භෞතික විද්‍යාවේදී ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට ප්‍රතික්‍රියා කරන මෙම බලය ප්රත්යාස්ථතා බලය ලෙස හැඳින්වේ.
ප්රත්යාස්ථ බලය යනු කුමක්ද?
Antoshka පැටියා කුරුල්ලන් නැරඹීමට කැමතියි.
ප්රත්යාස්ථතා බලය යනු කුමක්දැයි පැහැදිලි කරන උදාහරණයක් සඳහා, අපි කුරුල්ලන් සහ කඹය ද සිහිපත් කරමු. කුරුල්ලා කඹය මත හිඳින විට, ආධාරකය, කලින් තිරස් අතට දිගු කර, කුරුල්ලාගේ බරට යට වී තරමක් දිගු වේ. කුරුල්ලා මුලින්ම කඹය සමඟ බිමට ගමන් කරයි, පසුව නතර වේ. තවද මෙය සිදු වන්නේ කඹයට තවත් කුරුල්ලෙකු එකතු කළ විටය. ඊට පස්සේ තව එකක්. එනම්, කඹයේ බලපෑමේ බලය වැඩිවීමත් සමඟ, මෙම විරූපණයට ප්‍රතික්‍රියා කිරීමේ බලවේග සියලු පක්ෂීන්ගේ බරට සමාන වන මොහොත දක්වා එය විරූපණය වන බව පැහැදිලිය. එවිට පහළට ගමන් කිරීම නතර වේ.
අත්හිටුවීම දිගු කරන විට, ප්රත්යාස්ථ බලය ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට සමාන වනු ඇත, එවිට දිගු කිරීම නතර වේ.
සරලව කිවහොත්, ප්රත්යාස්ථ බලයේ කාර්යය වන්නේ අප වෙනත් වස්තූන් මත ක්රියා කරන වස්තූන්ගේ අඛණ්ඩතාව පවත්වා ගැනීමයි. ප්රත්යාස්ථතාවයේ බලයට මුහුණ නොදෙන්නේ නම්, ශරීරය ආපසු හැරවිය නොහැකි ලෙස විකෘති වේ. හිම බහුලත්වය යටතේ කඹය කැඩී යයි, ආහාර අධික ලෙස පටවා ඇත්නම් බෑගයේ හසුරුව කැඩී යයි, විශාල අස්වැන්නක් සහිතව, ඇපල් ගසේ අතු කැඩී යයි, යනාදිය.
ප්රත්යාස්ථතා බලය ඇති වන්නේ කවදාද? ශරීරය මත බලපෑම ආරම්භයේ මොහොතේ. කුරුල්ලා කඹය මත වාඩි වූ විට. කුරුල්ලා පියාසර කරන විට අතුරුදහන් වේ. එනම්, බලපෑම නතර වූ විට. ප්රත්යාස්ථ බලය යෙදීමේ ලක්ෂ්යය යනු බලපෑම සිදු වන ස්ථානයයි.
විරූපණය
ප්රත්යාස්ථ බලය පැන නගින්නේ සිරුරු විකෘති වූ විට පමණි. ශරීරයේ විරූපණය අතුරුදහන් වුවහොත්, ප්රත්යාස්ථ බලය ද අතුරුදහන් වේ.
විරූපණයන් විවිධ වර්ගවල වේ: ආතතිය, සම්පීඩනය, කැපීම, නැමීම සහ ආතති.
දිගු කිරීම - අපි සිරුරේ බරට යටින් විහිදෙන වසන්ත කොරපොතු හෝ සාමාන්ය ඉලාස්ටික් පටියක් මත ශරීරය කිරා මැන බලමු.
සම්පීඩනය - අපි වසන්තය මත බර වස්තුවක් තබමු
මාරුව - කතුර හෝ කියත්, ලිහිල් පුටුවක්, බිම පදනම ලෙස ගත හැකි අතර ආසනය බර පැටවීමේ තලය ලෙස ගත හැකිය.
වංගුව - අපේ කුරුල්ලන් අත්තක වාඩි වී, ශාරීරික අධ්‍යාපන පාඩමක සිසුන් සමඟ තිරස් තීරුවක්
ප්රත්යාස්ථ බලය යනු කුමක්ද?
ප්රත්යාස්ථතා බලය ශරීරයේ විරූපණය හරහා පැන නගින එවැනි බලයක් ලෙස හැඳින්වෙන අතර විරූපණය අතරතුර ශරීරයේ අංශු චලනය කිරීමට ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට යොමු කෙරේ.
වඩාත් නිදර්ශන උදාහරණයක් සඳහා, ප්රත්යාස්ථ බලය යනු කුමක්දැයි වඩා හොඳින් අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා, අපි එදිනෙදා ජීවිතයෙන් පැහැදිලි උදාහරණයක් ගනිමු. ඔබ තෙත් ඇඳුම් එල්ලා ඇති සාමාන්ය රෙදි කඩක් ඔබ ඉදිරිපිට ඇති බව සිතන්න. අපි හොඳින් සවි කර ඇති තිරස් ලණුවක තෙත් ඇඳුම් එල්ලා තැබුවොත්, දේවල්වල බර යටතේ, මෙම කඹය නැමීමට හා දිගු කිරීමට පටන් ගන්නා ආකාරය අපට පෙනෙනු ඇත.
පළමුව, ඔබ සහ මම එක් තෙත් දෙයක් කඹයක එල්ලා එය කඹය සමඟ බිමට නැමී, පසුව නතර වන ආකාරය බලන්න. එවිට අපි ඊළඟ දෙය එල්ලා දකින අතර එකම ක්‍රියාව නැවත නැවත සිදු වන අතර කඹය තවත් නැමෙයි.
මෙම අවස්ථාවේ දී, නිගමනයෙන් ඇඟවෙන්නේ කඹය මත ක්රියා කරන බලය වැඩි වීමත් සමඟ, මෙම විරූපණයට විරුද්ධ බලවේග සියල්ලේ බරට සමාන වන තෙක් විරූපණය සිදුවනු ඇති බවයි. ඉන් පසුව පමණක් පහතට ගමන් කිරීම නතර වේ.
ප්රත්යාස්ථ බලයේ කාර්යය වන්නේ වෙනත් වස්තූන් මගින් අප ක්රියා කරන වස්තූන්ගේ අඛණ්ඩතාව පවත්වා ගැනීම බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය. ප්රත්යාස්ථ බලවේගයන්ට මෙය සමඟ සාර්ථකව කටයුතු කිරීමට නොහැකි නම්, ශරීරය ආපසු හැරවිය නොහැකි ලෙස විකෘති වී ඇත, එනම් කඹය සරලව කැඩී යා හැක.
තවද මෙහි වාචාල ප්රශ්නයක් පැන නගී. ප්රත්යාස්ථතා බලය ඇති වූයේ කුමන අවස්ථාවේදීද? එය සිදු වන්නේ අප ඇඳුම් එල්ලීමට පටන් ගන්නා විට, එනම් ශරීරයට ආරම්භක බලපෑමේ වේලාවේදී ය. රෙදි සේදීම වියළී ගිය විට, අපි එය ඉවත් කරන විට, ප්රත්යාස්ථතා බලය අතුරුදහන් වේ.
විරූපණ වර්ග
දැන් අපි දැනටමත් දන්නවා ප්රත්යාස්ථ බලය විරූපණය වීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස පෙනෙන බව.
විරූපණය යනු කුමක්දැයි මතක තබා ගනිමු? විරූපණය යනු බාහිර බලවේගවල ක්රියාකාරිත්වය යටතේ ශරීරයේ පරිමාව හෝ හැඩය වෙනස් වීමයි.
තවද විරූපණය සිදුවීමට හේතුව ශරීරයේ විවිධ කොටස් එකම ආකාරයකින් නොව විවිධ ආකාරවලින් ගමන් කිරීමයි. එකම චලනය සමඟ, ශරීරය සෑම විටම එහි මුල් හැඩය සහ මානයන් ඇත, එනම්, එය විකෘති නොවේ.
එහිදී අපට නිරීක්ෂණය කළ හැක්කේ කුමන ආකාරයේ විරූපණයක්ද යන ප්රශ්නය සලකා බලමු.
ඒවායේ හැඩය වෙනස් වීමේ ස්වභාවය අනුව විරූපණ වර්ග බෙදිය හැකිය.
මීට අමතරව, විරූපණය වර්ග දෙකකට බෙදා ඇත. මෙම අවස්ථාවේ දී, විරූපණය ප්රත්යාස්ථ හෝ ප්ලාස්ටික් විරූපණය විය හැක.
නිදසුනක් වශයෙන්, ඔබ වසන්තයක් ගෙන එය දිගු කර එය මුදා හරිනු ලැබුවහොත්, එවැනි විරූපණයකින් පසුව, වසන්තය එහි පෙර ප්රමාණය සහ හැඩය නැවත ලබා දෙනු ඇත. මෙය ප්රත්යාස්ථ විරූපණයට උදාහරණයක් වනු ඇත.
එනම්, ශරීරයේ ක්රියාකාරිත්වය අවසන් වීමෙන් පසුව, විරූපණය සම්පූර්ණයෙන්ම අතුරුදහන් වන බව අපට පෙනේ නම්, එවැනි විකෘතියක් ප්රත්යාස්ථ වේ.
දැන් අපි තවත් උදාහරණයක් ගනිමු. අපි ප්ලාස්ටික් කැබැල්ලක් ගෙන එය මිරිකා හෝ රූපයක් සාදා ගනිමු. ක්‍රියාව අවසන් කිරීමෙන් පසුව පවා ප්ලාස්ටික් හැඩය වෙනස් නොවූ බව ඔබට සහ මට පෙනෙනු ඇත, එනම් එය විකෘති වී ඇත. එවැනි අනම්ය විරූපණය ප්ලාස්ටික් වේ.
ප්ලාස්ටික් විරූපණය යටතේ, බාහිර බලවේග එය මත ක්රියා කිරීම නතර කරන විට පවා එය නොනැසී පවතී.
මෙම ආකාරයේ විරූපණය මැටි හෝ ප්ලාස්ටික් වලින් ආකෘති නිර්මාණය කිරීමට අමතරව ව්යාජ සහ මුද්රා තැබීමේ තාක්ෂණික ක්රියාවලීන්හි භාවිතා වේ.
අභ්යාස:රූපයේ ඔබ දකින්නේ කුමන ආකාරයේ විරූපණයන්ද යන්න විස්තර කරන්න?
ප්රත්යාස්ථ බලය සහ හූක්ගේ නියමය
ප්රත්යාස්ථ බලයේ විශාලත්වය ශරීරයකට ලක්වන විකෘතියේ විශාලත්වය මත ද රඳා පවතී. එබැවින්, විරූපණය සහ ප්රත්යාස්ථ බලය සමීපව සම්බන්ධ වේ. එක් අගයක් වෙනස් වී ඇත්නම්, එයින් අදහස් වන්නේ අනෙකෙහි වෙනස්කම් සිදු වී ඇති බවයි.
එමනිසා, අපි ශරීරයේ විරූපණය දන්නේ නම්, මෙම ශරීරයේ ඇති වූ ප්රත්යාස්ථ බලය ගණනය කළ හැකිය. ප්රතිවිරුද්ධව, අපි ප්රත්යාස්ථතා බලය දන්නේ නම්, ශරීරයේ විරූපණයේ මට්ටම පහසුවෙන් තීරණය කළ හැකිය.
නිදසුනක් වශයෙන්, ඔබ වසන්තයක් ගෙන එකම ස්කන්ධයේ බර එය මත එල්ලන විට, එක් එක් අත්හිටුවන ලද බර සමඟ, වසන්තය වඩ වඩාත් දිගු වන බව ඔබට පෙනේ. මෙම වසන්තය විකෘති වන තරමට ප්රත්යාස්ථ බලය වැඩි වන බව සලකන්න.
බරට එකම ස්කන්ධයක් ඇති බව අපි සැලකිල්ලට ගන්නේ නම්, ඒවා එකින් එක එල්ලා තැබීමෙන්, සෑම නව අත්හිටුවීමකින්ම, වසන්තයේ දිග හරියටම එකම ප්‍රමාණයකින් වැඩි වන බව ඔබට දැක ගත හැකිය.
ප්රත්යාස්ථ ශරීරයක ප්රත්යාස්ථ බලය සහ විරූපණය අතර සම්බන්ධය සොයා ගැනීම සඳහා, ඔබ සුප්රසිද්ධ ඉංග්රීසි විද්යාඥ රොබට් හූක් විසින් සොයා ගන්නා ලද සූත්රය භාවිතා කළ යුතුය.
විද්යාඥයා ශරීරයේ දිග වැඩි වීම සහ මෙම දිගු වීම නිසා ඇතිවන ප්රත්යාස්ථ බලය අතර සරල සම්බන්ධතාවයක් ඇති කළේය.
මෙම සූත්‍රයේ දී ඩෙල්ටා යන්නෙන් දැක්වෙන්නේ අගයට සිදුවන වෙනස්කම් ය.
හූක්ගේ නීතිය පවසන්නේ කුඩා විරූපණයන් සඳහා, ප්රත්යාස්ථ බලය ශරීරයේ දිග්ගැස්සීමට සෘජුව සමානුපාතික වන බවයි.
එනම්, විරූපණය වැඩි වන තරමට අපට නිරීක්ෂණය කළ හැකි ප්රත්යාස්ථ බලය වැඩි වේ.
නමුත් හූක්ගේ නියමය වලංගු වන්නේ ප්රත්යාස්ථ විරූපණය පවතින විට පමණක් බව ද සඳහන් කළ යුතුය.
ස්වභාව ධර්මයේ ප්රත්යාස්ථතා බලය
ප්රත්යාස්ථතා බලය ස්වභාව ධර්මයේ තරමක් වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙම බලයට ස්තූතිවන්ත වන්නට, ශාක, සතුන් සහ මිනිසුන්ගේ පටක විශාල බරකට ඔරොත්තු දිය හැකි අතර ඒ සමඟම කැඩී හෝ කඩා වැටෙන්නේ නැත.
පැලෑටි සුළඟට නැමීම හෝ ගස් අතු හිම බරට නැමීම වැනි පින්තූරයක් ඔබ කිහිප වතාවක්ම දැක ඇති අතර ප්රත්යාස්ථ බලයේ ක්‍රියාකාරිත්වයේ ප්‍රති result ලයක් ලෙස ඒවා පෙර හැඩයට පැමිණේ.
එසේම, දැඩි සුළි කුණාටුවක ප්‍රහාරයෙන් ගස් අතු කැඩී ගිය ආකාරය ඔබ සෑම කෙනෙකුටම නිරීක්ෂණය කළ හැකිය. තවද සුළං බලයේ ක්රියාකාරිත්වය ගසෙහිම ප්රත්යාස්ථ බලවේග ඉක්මවා යන විට එවැනි ප්රතිඵලය අපට නිරීක්ෂණය කළ හැකිය.
පෘථිවියේ සියලුම ශරීර වායුගෝලීය පීඩනයේ බලයට ඔරොත්තු දිය හැක්කේ ප්රත්යාස්ථතා බලය නිසා පමණි. ගැඹුරු ජලයේ වැසියන්ට ඊටත් වඩා විශාල බරකට ඔරොත්තු දිය හැකිය. එමනිසා, අපට තාර්කික නිගමනයකට එළඹිය හැක්කේ ප්රත්යාස්ථතාවයේ බලයට ස්තූතිවන්ත වන අතර, සොබාදහමේ සියලුම ජීවීන්ට යාන්ත්‍රික බර දරා ගැනීමට පමණක් නොව, ඒවායේ හැඩය නොවෙනස්ව පවත්වා ගැනීමටද අවස්ථාව තිබේ.
ගස්වල අතු මත වාඩි වී සිටින කුරුල්ලන්ගේ රංචු, පඳුරු මත එල්ලෙන මිදි පොකුරු, ස්පෘස් පාද මත විශාල හිම පියනක් - මෙය ස්වභාවධර්මයේ ප්රත්යාස්ථතා බලවේගයන්ගේ පැහැදිලි විදහා දැක්වීමකි.
සුප්රසිද්ධ හූක්ගේ නීතිය අපගේ ජීවිතයේ සෑම අංශයකටම පාහේ අදාළ වේ. එදිනෙදා ජීවිතයේදී හෝ ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය තුළ එය නොමැතිව කළ නොහැකිය. මෙම නීතිය නිවාස හා කාර් ඉදිකිරීමේදී භාවිතා වේ. වෙළඳාමේදී පවා ඊගෝ භාවිතා වේ.
එහෙත්, බොහෝ විට, සර්කස් පිටියේ නම්යතාවයේ බලය යෙදිය හැකි බව ඔබ සෑම කෙනෙකුටම සිතාගත නොහැකිය. පසුගිය ශතවර්ෂයට පෙර, සුප්රසිද්ධ ෆ්‍රැන්කෝනි සර්කස් හි "බෝම්බ මිනිසා" නම් අංකයක් ප්‍රදර්ශනය විය.
මේ සඳහා සර්කස් පිටියේ විශාල කාලතුවක්කුවක් සවි කර ඇති අතර, එයින් මිනිසෙක් වෙඩි තබා ඇත. ප්‍රේක්ෂකයින් මෙම සංඛ්‍යාවෙන් කම්පනයට පත් වූයේ වෙඩි තැබීම කුඩු වායුවලින් නොව උල්පතක ආධාරයෙන් යැයි ඔවුන් සැක නොකළ බැවිනි. බලගතු ඉලාස්ටික් වසන්තයක් තුවක්කුවේ බැරලයේ තබා ඇති අතර, "කරුණාකර!" මුඛයෙන්, වසන්තය කලාකරුවා කරලියට විසි කළේය. හොඳයි, ඝෝෂාව, දුම සහ ගින්න මෙම අංකයේ බලපෑම වැඩි දියුණු කළ අතර ප්‍රේක්ෂකයින් භීතියට පත් කළේය.
විෂයයන් > භෞතික විද්‍යාව > භෞතික විද්‍යාව 7 ශ්රේණියවැඩි කල් යන්නට මත්තෙන්, භෞතික විද්‍යා පා course මාලාවක් හැදෑරීමේදී, සිසුන් සහ සිසුන් ප්රත්යාස්ථ බලය සහ හූක්ගේ නියමය පිළිබඳ ගැටළු වලට මුහුණ දී ඇති අතර, එහි වසන්ත තද බවේ සංගුණකය දිස්වේ. මෙම ප්රමාණය කුමක්ද, සහ එය සිරුරු විරූපණයට සහ හූක්ගේ නියමයට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද?
පළමුව, අපි මූලික නියමයන් නිර්වචනය කරමුඑය මෙම ලිපියේ භාවිතා කරනු ඇත. ඔබ පිටතින් ශරීරයක් මත ක්රියා කළහොත් එය ත්වරණය හෝ විරූපණය වන බව දන්නා කරුණකි. විරූපණය යනු බාහිර බලවේගවල බලපෑම යටතේ ශරීරයේ විශාලත්වය හෝ හැඩය වෙනස් වීමයි. භාරය අවසන් වීමෙන් පසු වස්තුව සම්පූර්ණයෙන්ම ප්රතිෂ්ඨාපනය කර ඇත්නම්, එවැනි විරූපණය ප්රත්යාස්ථ ලෙස සලකනු ලැබේ; ශරීරය වෙනස් වූ තත්වයක පවතී නම් (නිදසුනක් ලෙස, නැමුණු, දිගු වූ, සම්පීඩිත, ආදිය), එවිට විරූපණය ප්ලාස්ටික් වේ.
ප්ලාස්ටික් විරූපණයන් සඳහා උදාහරණ වනුයේ:
- මැටි සැකසීම;
- නැමුණු ඇලුමිනියම් හැන්දක්.
එහි වාරයේ, ප්රත්යාස්ථ විරූපණයන් සලකා බලනු ලැබේ:
- ඉලාස්ටික් පටිය (ඔබට එය දිගු කළ හැකිය, ඉන් පසුව එය එහි මුල් තත්වයට නැවත පැමිණෙනු ඇත);
- වසන්තය (සම්පීඩනයෙන් පසු එය නැවත කෙළින් වේ).
ශරීරයේ ප්රත්යාස්ථ විරූපණයක ප්රතිඵලයක් ලෙස (විශේෂයෙන්, වසන්තයක්), එහි ප්රත්යාස්ථ බලයක් පැන නගී, එය ව්‍යවහාරික බලයට නිරපේක්ෂ අගයට සමාන නමුත් ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට යොමු කෙරේ. වසන්තයක් සඳහා ප්රත්යාස්ථ බලය එහි දිගු කිරීමට සමානුපාතික වනු ඇත. ගණිතමය වශයෙන්, මෙය මෙසේ ලිවිය හැකිය:
එහිදී F යනු ප්රත්යාස්ථ බලය වන අතර, x යනු දිග හැරීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස ශරීරයේ දිග වෙනස් වූ දුරයි, k යනු අපට අවශ්ය දෘඪතා සංගුණකයයි. ඉහත සූත්රය සිහින් ආතන්ය දණ්ඩක් සඳහා වූ හූක්ගේ නියමයේ විශේෂ අවස්ථාවක් ද වේ. සාමාන්ය ස්වරූපයෙන්, මෙම නීතිය පහත පරිදි සකස් කර ඇත: "ප්රත්යාස්ථ ශරීරයක පැන නැගී ඇති විරූපණය මෙම ශරීරයට යොදන බලයට සමානුපාතික වනු ඇත." එය වලංගු වන්නේ අප කුඩා විරූපණයන් ගැන කතා කරන විට පමණි (ආතතිය හෝ සම්පීඩනය මුල් සිරුරේ දිගට වඩා බෙහෙවින් අඩුය).
දෘඪතා සාධකය තීරණය කිරීම
තද බව සාධකය(එය නම්යතාවයේ හෝ සමානුපාතිකතාවයේ සංගුණකයේ නම් ද ඇත) බොහෝ විට ලියා ඇත්තේ k අක්ෂරයෙනි, නමුත් සමහර විට ඔබට D හෝ c යන තනතුර දැකිය හැකිය. සංඛ්‍යාත්මකව, දෘඪතාව ඒකක දිගකට වසන්තය විහිදුවන බලයේ විශාලත්වයට සමාන වේ (SI නම්, මීටර 1 කින්). ප්රත්යාස්ථතා සංගුණකය සොයා ගැනීමේ සූත්රය හූක්ගේ නියමයේ විශේෂ අවස්ථාවකින් ලබාගෙන ඇත:
දෘඩතාවයේ අගය වැඩි වන තරමට එහි විරූපණයට ශරීරයේ ප්රතිරෝධය වැඩි වේ. හූක් සංගුණකය බාහිර බරක ක්‍රියාකාරිත්වයට ශරීරය කෙතරම් ස්ථායීද යන්න පෙන්වයි. මෙම පරාමිතිය ජ්යාමිතික පරාමිතීන් මත රඳා පවතී (කම්බි විෂ්කම්භය, හැරීම් සංඛ්යාව සහ වයර් අක්ෂයේ සිට එතීෙම් විෂ්කම්භය) සහ එය සෑදූ ද්රව්යය මත රඳා පවතී.
SI හි දෘඩතාවයේ ඒකකය N/m වේ.
පද්ධතියේ තද බව ගණනය කිරීම
වඩාත් සංකීර්ණ කාර්යයන් තිබේ සම්පූර්ණ දෘඪතාව ගණනය කිරීම අවශ්ය වේ. එවැනි කාර්යයන් වලදී, උල්පත් මාලාවක් හෝ සමාන්තරව සම්බන්ධ වේ.
වසන්ත පද්ධතියේ අනුක්රමික සම්බන්ධතාවය
ශ්රේණිගතව සම්බන්ධ වූ විට, පද්ධතියේ සමස්ත දෘඪතාව අඩු වේ. ප්රත්යාස්ථතා සංගුණකය ගණනය කිරීමේ සූත්රය පහත පරිදි වේ:
1/k = 1/k1 + 1/k2 + … + 1/ki,
මෙහි k යනු පද්ධතියේ සම්පූර්ණ දෘඪතාවයි, k1, k2, ..., ki යනු එක් එක් මූලද්‍රව්‍යයේ තනි දෘඪතාවයි, i යනු පද්ධතියට සම්බන්ධ සියලුම උල්පත් ගණනයි.
වසන්ත පද්ධතියේ සමාන්තර සම්බන්ධතාවය
උල්පත් සමාන්තරව සම්බන්ධ වන විට, පද්ධතියේ ප්රත්යාස්ථතාවයේ සම්පූර්ණ සංගුණකයේ අගය වැඩි වනු ඇත. ගණනය කිරීමේ සූත්රය මේ ආකාරයෙන් පෙනෙනු ඇත:
k = k1 + k2 + … + ki.
වසන්තයේ තද බව ආනුභවිකව මැනීම - මෙම වීඩියෝවේ.
පර්යේෂණාත්මක ක්රමයක් මගින් දෘඪතා සංගුණකය ගණනය කිරීම
සරල අත්හදා බැලීමක ආධාරයෙන්, ඔබට ස්වාධීනව ගණනය කළ හැකිය, හූක් සංගුණකය කුමක් වේවිද?. අත්හදා බැලීම සඳහා ඔබට අවශ්ය වනු ඇත:
- පාලකයා;
- වසන්තය;
- දන්නා ස්කන්ධයක් සහිත භාණ්ඩ.
අත්දැකීම් සඳහා ක්රියා අනුපිළිවෙල පහත පරිදි වේ:
- වසන්තය සිරස් අතට සවි කිරීම අවශ්ය වේ, ඕනෑම පහසු ආධාරකයකින් එය එල්ලීම. පහළ කෙළවර නිදහස්ව පැවතිය යුතුය.
- පාලකයක් භාවිතා කරමින්, එහි දිග මනිනු ලබන අතර x1 ලෙස ලියා ඇත.
- නිදහස් කෙළවරේ, ඔබ දන්නා ස්කන්ධයක් සහිත බරක් එල්ලා තැබිය යුතුය m.
- වසන්තයේ දිග මනිනු ලබන්නේ පටවන ලද තත්වයෙනි. x2 මගින් දැක්වේ.
- නිරපේක්ෂ දිගු කිරීම ගණනය කරනු ලැබේ: x = x2-x1. ජාත්යන්තර ඒකක පද්ධතියේ ප්රතිඵලය ලබා ගැනීම සඳහා, එය වහාම සෙන්ටිමීටර හෝ මිලිමීටර සිට මීටර් දක්වා පරිවර්තනය කිරීම වඩා හොඳය.
- විරූපණයට හේතු වූ බලය ශරීරයේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයයි. එය ගණනය කිරීමේ සූත්රය F = mg වේ, m යනු අත්හදා බැලීමේදී භාවිතා කරන ලද භාරයේ ස්කන්ධය (kg ලෙස පරිවර්තනය කර ඇත), සහ g යනු නිදහස් ත්වරණ අගය වන අතර එය ආසන්න වශයෙන් 9.8 වේ.
- ගණනය කිරීම් වලින් පසුව, එය සොයා ගැනීමට ඉතිරිව ඇත්තේ දෘඩතා සංගුණකය පමණක් වන අතර, ඉහත දක්වා ඇති සූත්රය: k = F / x.
දෘඪතාව සොයා ගැනීම සඳහා කාර්යයන් සඳහා උදාහරණ
කාර්යය 1
F = 100 N බලයක් සෙන්ටිමීටර 10 ක් දිග උල්පතක් මත ක්රියා කරයි. දිගු කරන ලද වසන්තයේ දිග සෙන්ටිමීටර 14 කි. දෘඪතා සංගුණකය සොයන්න.
- අපි නිරපේක්ෂ දිගුවේ දිග ගණනය කරමු: x = 14-10 = 4 cm = 0.04 m.
- සූත්රය අනුව, අපි දෘඪතා සංගුණකය සොයා ගනිමු: k = F / x = 100 / 0.04 = 2500 N / m.
පිළිතුර: වසන්ත තද බව 2500 N/m වේ.
කාර්යය 2
ස්කන්ධය කිලෝග්‍රෑම් 10 ක බරක්, වසන්තයක් මත අත්හිටුවන විට, එය සෙන්ටිමීටර 4 කින් දිගු කරයි.තවත් කිලෝග්‍රෑම් 25 ක බරකින් එය කොපමණ කාලයක් දිගු කරයිදැයි ගණනය කරන්න.
- වසන්තය විකෘති කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සොයා ගනිමු: F = mg = 10 9.8 = 98 N.
- ප්රත්යාස්ථතා සංගුණකය තීරණය කරමු: k = F / x = 98 / 0.04 = 2450 N / m.
- දෙවන භාරය ක්රියා කරන බලය ගණනය කරන්න: F = mg = 25 9.8 = 245 N.
- හූක්ගේ නීතියට අනුව, අපි නිරපේක්ෂ දිගු කිරීම සඳහා සූත්රය ලියන්නෙමු: x = F/k.
- දෙවන අවස්ථාව සඳහා, අපි දිගු කිරීමේ දිග ගණනය කරමු: x = 245 / 2450 = 0.1 m.
පිළිතුර: දෙවන අවස්ථාවේ දී, වසන්තය සෙන්ටිමීටර 10 කින් දිගු වේ.
වීඩියෝ
වසන්තයේ තද බව තීරණය කරන්නේ කෙසේදැයි මෙම වීඩියෝව ඔබට පෙන්වනු ඇත.
