• ความยืดหยุ่นในฟิสิกส์คืออะไร?
• สูตรความยืดหยุ่นในวิชาฟิสิกส์
• ตัวอย่างความยืดหยุ่นในวิชาฟิสิกส์
• วัสดุยืดหยุ่น

เราอธิบายว่าความยืดหยุ่นคืออะไรในฟิสิกส์และสูตรสำหรับคุณสมบัตินี้เป็นอย่างไร ตัวอย่างและวัสดุยืดหยุ่น

ความยืดหยุ่นช่วยให้วัสดุกลับคืนสู่รูปร่างเดิมเมื่อเสียรูป

ความยืดหยุ่นในฟิสิกส์คืออะไร?

เมื่ออยู่ในทางกายภาพ เราพูดถึงความยืดหยุ่น เราหมายถึงคุณสมบัติของวัสดุบางชนิดที่จะเปลี่ยนรูปภายใต้แรงภายนอกที่กระทำต่อวัสดุเหล่านั้นแล้วฟื้นรูปร่างเดิมเมื่อแรงดังกล่าวหายไป พฤติกรรมประเภทนี้เรียกว่า การเปลี่ยนรูปย้อนกลับได้ หรือหน่วยความจำรูปร่าง.

ไม่ใช่ว่าวัสดุทุกชนิดจะมีความยืดหยุ่นและวัสดุที่แตกหัก แตกหัก หรือคงรูปหลังจากการกระทำของ บังคับ ภายนอกไม่ยืดหยุ่นเลย

หลักการของความยืดหยุ่นได้รับการศึกษาโดยกลไกของของแข็งที่เปลี่ยนรูปได้ ตามทฤษฎีความยืดหยุ่น ซึ่งอธิบายว่า แข็ง มันทำให้เสียรูปหรือเคลื่อนไหวเพื่อตอบสนองต่อแรงภายนอกที่ส่งผลกระทบ

ดังนั้นเมื่อของแข็งที่เปลี่ยนรูปได้เหล่านี้ได้รับแรงภายนอกดังกล่าว พวกมันจะทำให้รูปร่างและสะสมพลังงานศักย์ยืดหยุ่นจำนวนหนึ่ง และด้วยเหตุนี้จึงเกิดพลังงานภายในอยู่ภายใน

พลังงานดังกล่าว เมื่อขจัดแรงบิดเบี้ยวแล้ว จะเป็นพลังงานที่บังคับของแข็งให้กลับเป็นรูปร่างและแปรสภาพเป็น พลังงานจลน์ทำให้เคลื่อนที่หรือสั่นได้

ขนาดของแรงภายนอกและสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นของวัตถุที่บิดเบี้ยวจะเป็นค่าที่ช่วยให้คำนวณขนาดของการเสียรูป ขนาดของการตอบสนองของยางยืด และความเค้นสะสมใน กระบวนการ.

สูตรความยืดหยุ่นในวิชาฟิสิกส์

เมื่อใช้แรงกับวัสดุยืดหยุ่น วัสดุนั้นจะเสียรูปหรือบีบอัด สำหรับ กลศาสตร์, สิ่งสำคัญของความเป็นจริงคือปริมาณแรงที่ใช้ต่อหน่วยพื้นที่ ซึ่งเราจะเรียกว่า ความพยายาม (σ).

เราจะเรียกระดับการยืดหรือการบีบอัดของการเปลี่ยนรูปของสสาร (ϵ) และเราจะคำนวณโดยการหารความยาวของความเคลื่อนไหว ของของแข็ง (ΔL) ด้วยความยาวเริ่มต้น (L0) นั่นคือ: ϵ = ΔL / L 0

ในทางกลับกัน กฎหลักข้อหนึ่งที่ควบคุมปรากฏการณ์ความยืดหยุ่นคือกฎของฮุก. กฎข้อนี้กำหนดขึ้นในศตวรรษที่สิบเจ็ดโดยนักฟิสิกส์ Robert Hooke เมื่อเขาศึกษาสปริงและตระหนักว่าแรงที่จำเป็นในการอัดสปริงนั้นเป็นสัดส่วนกับการแปรผันของการยืดตัวเมื่อใช้แรงดังกล่าว

กฎหมายนี้กำหนดขึ้นดังนี้: F = ˗k.x โดยที่ F คือแรง x the ระยะเวลา การบีบอัดหรือการยืดตัวและ k ค่าคงที่ของสัดส่วน (ค่าคงที่สปริง) ที่แสดงเป็นนิวตันมากกว่าเมตร (N / m)

ในที่สุดพลังงานศักย์ ยางยืดที่เกี่ยวข้องกับแรงยืดหยุ่นนั้นแสดงโดยสูตร: Ep (x) = ½ k.x2.

ตัวอย่างความยืดหยุ่นในวิชาฟิสิกส์

สปริงอัดจะสะสมพลังงานศักย์และเมื่อปล่อยออกมาก็จะกลับคืนสู่สภาพเดิม

ความยืดหยุ่นของวัสดุเป็นคุณสมบัติที่เราทดสอบทุกวัน ตัวอย่างบางส่วน ได้แก่ :

• สปริง สปริงที่อยู่ใต้ปุ่มบางปุ่มหรือที่ดันขนมปังจากเครื่องปิ้งขนมปังขึ้นเมื่อพร้อม ทำงานบนพื้นฐานของความตึงเครียดแบบยืดหยุ่น: พวกมันถูกบีบอัดและสะสมพลังงานศักย์ จากนั้นพวกมันจะถูกปล่อยและคืนรูปโดยการโยนขนมปัง ขึ้น. ปิ้ง.
• ปุ่ม ปุ่มต่างๆ บนรีโมทคอนโทรลของทีวีทำงานด้วยความยืดหยุ่นของวัสดุที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนประกอบ เนื่องจากสามารถบีบอัดได้โดยใช้นิ้วมือของเรา เปิดใช้งานวงจรที่อยู่ด้านล่าง จากนั้นจึงคืนตำแหน่งเริ่มต้น (ไม่เปิดใช้งานวงจรทันที) ) พร้อมที่จะกดอีกครั้ง
• หมากฝรั่ง เรซินที่ใช้ทำหมากฝรั่งหรือหมากฝรั่งนั้นมีความยืดหยุ่นสูง จนถึงจุดที่เราสามารถกดทับระหว่างฟันหรือขยายได้โดยการเติมอากาศลงไปแล้วทำระเบิด โดยสันนิษฐานว่ายางจะคงรูปทรงเดิมไว้ไม่มากก็น้อย
• ยาง. เครื่องบิน รถยนต์ รถจักรยานยนต์ ทำงานโดยอาศัยความยืดหยุ่นของยาง ซึ่งครั้งหนึ่งเคยพองด้วย อากาศมันสามารถทนต่อน้ำหนักมหาศาลของรถทั้งหมดและทำให้เสียโฉมเล็กน้อย แต่ไม่สูญเสียหน่วยความจำรูปร่างจึงออกแรง ความอดทน และให้รถหยุดนิ่ง

วัสดุยืดหยุ่น

วัสดุยืดหยุ่นได้ ซึ่งสามารถคืนรูปร่างเดิมได้หลังจากประสบปัญหาการเสียรูปบางส่วนหรือทั้งหมด ได้แก่ ยาง ยาง ไนลอน, ไลคร่า, น้ำยาง, หมากฝรั่ง, ขนสัตว์, ซิลิโคน, โฟมยาง, กราฟีน, ไฟเบอร์กลาส, พลาสติกเชือก เป็นต้น

วัสดุเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการผลิต เนื่องจากมีการใช้งานและวัตถุที่ใช้งานได้จริงมากมายจากวัสดุเหล่านี้