Хэрэв биед ямар нэгэн хүч үйлчилбэл энэ хүчний нөлөөгөөр бие хөдөлдөг гэдгийг та бид мэднэ. Жишээлбэл, навч дэлхийг татдаг тул газарт унадаг. Гэвч хэрэв навч вандан сандал дээр унавал энэ нь үргэлжлүүлэн унахгүй бөгөөд вандан сандал дээр унахгүй, харин амарч байна.

Хэрэв навч гэнэт хөдлөхөө больсон бол энэ нь түүний хөдөлгөөнийг эсэргүүцэх хүч гарч ирсэн гэсэн үг юм. Энэ хүч нь дэлхийн таталцлын эсрэг чиглэлд үйлчилдэг бөгөөд хэмжээ нь түүнтэй тэнцүү байна. Физикийн хувьд таталцлын хүчийг эсэргүүцэх энэ хүчийг уян харимхай хүч гэж нэрлэдэг.

Уян хатан хүч гэж юу вэ?

Антошка гөлөг шувуу үзэх дуртай.

Уян хатан хүч гэж юу болохыг тайлбарлах жишээний хувьд шувууд болон олсыг санацгаая. Шувуу олс дээр сууж байх үед өмнө нь хэвтээ байдлаар сунгасан дэмжлэг нь шувууны жингийн дор бөхийж, бага зэрэг сунадаг. Шувуу эхлээд олстой хамт газар руу хөдөлж, дараа нь зогсдог. Энэ нь та олсонд өөр шувуу нэмэхэд тохиолддог. Тэгээд өөр нэг. Өөрөөр хэлбэл, олсны хүч нэмэгдэх тусам энэ хэв гажилтыг эсэргүүцэх хүч нь бүх шувуудын жинтэй тэнцэх хүртэл гажигтай болох нь тодорхой юм. Тэгээд доошоо чиглэсэн хөдөлгөөн зогсдог.

Суспензийг сунгах үед уян харимхай хүч нь таталцлын хүчтэй тэнцүү бөгөөд дараа нь суналт зогсдог.

Энгийнээр хэлбэл, уян хатан хүчний үүрэг бол бидний бусад объектуудтай нөлөөлж буй объектын бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах явдал юм. Хэрэв уян хатан хүч амжилтгүй болвол бие нь эргэлт буцалтгүй гажигтай болно. Цасан шуурганд олс тасрах, хоолонд хэт их ачаалал өгвөл уутны бариул тасрах, их хэмжээний ургац хураах үед алимны модны мөчир тасрах гэх мэт.

Уян хатан хүч хэзээ үүсдэг вэ? Одоогийн байдлаар биед үзүүлэх нөлөөлөл эхэлдэг. Шувуу олс дээр сууж байхдаа. Мөн шувуу хөөрөхөд алга болдог. Энэ нь нөлөөлөл зогсох үед гэсэн үг юм. Уян хатан хүчийг хэрэглэх цэг нь нөлөөлөл үүсэх цэг юм.

Деформаци

Биеийн хэв гажилтын үед л уян харимхай хүч үүсдэг. Хэрэв биеийн хэв гажилт арилвал уян харимхай хүч ч мөн алга болно.

Деформаци байдаг янз бүрийн төрөл: суналт, шахалт, зүсэлт, гулзайлтын болон мушгиа.

Сунгах - бид биеийг хаврын жингээр эсвэл биеийн жингийн дор сунадаг энгийн уян туузаар жинлэнэ.

Шахах - бид хавар дээр хүнд зүйл тавьдаг

Хайч - хайч эсвэл хөрөөний ажил, шалыг суурь болгон, суудлыг ачааллын хавтгай болгон авч болно.

Гулзайлгах - манай шувууд бие бялдрын боловсролын хичээл дээр оюутнуудтай хэвтээ баар, мөчир дээр суув

Уян хатан байдлын хүч нь биетүүдийн харилцан үйлчлэлийн хүчний нэг бөгөөд механик үүнийг судалдаг. Энэ нь яаж үүсдэг, юунаас хамаардаг, хаашаа чиглүүлдэг вэ? Өгүүллийг уншсаны дараа та эдгээр асуултын хариултыг олж мэдэх болно.

Уян хатан хүч хэрхэн, хэзээ үүсдэг вэ?

Туршилт хийцгээе:

• хэвтээ гадаргуугийн доод талд, жишээлбэл, ширээн дээр хуванцараар хавар бэхжүүлэх;
• булгийн чөлөөт үзүүрээс бага зэрэг жин өлгөх.

Цагаан будаа. 1. Уян хатан хүч

Таталцлын хүчний улмаас ачаа унах шаардлагатай болсон. Яагаад ийм зүйл болоогүй юм бэ? Шалтгаан нь пүршний ачаалалд нөлөөлсөн уян харимхай хүч юм. Ерөнхийдөө түүний илрэл нь хэв гажилтын улмаас үүсдэг: суналт, шахалт, зүсэлт, мушгирах, гулзайлгах. Бидний туршилтаар энэ нь булаг суналтаас болж үүссэн.

Уян хатан хүчний чиглэл

Бие болгонд цэнэгтэй бөөмсөөс тогтдог молекул, атомууд байдаг. Тэд тодорхой хүчээр бие биенээ татаж, түлхэж байдаг. Эдгээр харилцан үйлчлэлийн аль нь давамгайлах нь тэдгээрийн хоорондын зайнаас хамаарна.

Цагаан будаа. 2. Цэнэглэгдсэн бөөмс

Зайны өсөлт нь таталцлын хүчний үйл ажиллагаа нэмэгдэж, буурах нь түлхэлтийн хүч давамгайлахад хүргэдэг. Бие амарч байх үед хоёр хүч тэнцвэртэй байдаг.

Дээр дурдсанаас бид уян харимхай хүч яагаад, хаашаа чиглүүлж байгааг тодорхой хэлж чадна. Биеийн анхны хэлбэрийг сэргээхийг хичээдэг тул түүний чиглэл нь биеийн атом ба молекулуудын хөдөлгөөнөөс эсрэг байдаг.

Цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн харилцан үйлчлэл нь уян харимхай хүчний цахилгаан соронзон шинж чанарыг тодорхойлдог.

Деформаци нь үргэлж уян харимхай хүч үүсэхэд хүргэдэг үү?

Пүрш нь хэлбэрээ хэрхэн амархан сэргээдгийг санаарай, гэхдээ хуванцар нь үргэлж үүнийг хадгалж байдаг. Энэ нь деформацийн хоёр хязгаарлагдмал тохиолдол байгаатай холбоотой юм. Пүрштэй жишээ нь уян харимхай хэв гажилтын илрэл, хуванцараар - хуванцар хэв гажилтыг харуулж байна.

Бид уян хатан хүчний тухай ярихдаа зөвхөн уян хатан хэв гажилтыг л хэлдэг. Түүнээс гадна түүний ач холбогдол бага бөгөөд энэ нь удаан үргэлжлэхгүй. Хуванцар хэв гажилт нь бусад хүчээр тодорхойлогддог. Эдгээр нь хэв гажилт үүсэх хурдаас хамаарна. Тэднийг 10-р ангийн физикийн хичээлд заадаггүй.

Уян хатан хүч ба хэв гажилтын хамаарал

Уян хатан хүч ба хэв гажилтын хооронд ямар хамааралтай вэ? Түүнийг яаж олох вэ? Эдгээр асуултын хариултыг Английн зохион бүтээгч, байгаль судлаач Роберт Хук олсон. Түүний туршилтын үр дүн нь холболтын шугаман шинж чанарыг харуулсан. Түүний байгуулсан хууль бичгээр дараах байдалтай байна.

Fpr=k|Δl|эсвэл Fpr=k|x|,

Хаана к- уян хатан байдлын коэффициент; Δl, эсвэл x- үнэмлэхүй суналт.

Δl, эсвэл x– хэв гажсан биеийн урт ба анхны уртын метр (м)-ийн хоорондох зөрүү.

к- хатуу байдал. Энэ нь метр тутамд Ньютоноор (N / м) илэрхийлэгддэг бөгөөд түүний утгыг биеийн хэмжээ, материалын шинж чанараар тодорхойлно. Хэмжилтийн нэгж Фупр- Ньютон (N).

Хукийн хууль нь зөвхөн уян харимхай хэв гажилтын үед л хамаарна гэдгийг анхаарна уу.

Хэрэв биед ямар нэгэн хүч үйлчилбэл энэ хүчний нөлөөгөөр бие хөдөлдөг гэдгийг та бид мэднэ. Жишээлбэл, цасан ширхгийг дэлхий татдаг тул газарт унадаг. Дэлхийн таталцлын хүч байнга үйлчилдэг боловч дээвэр дээр хүрсэн цасан ширхгүүд унахаа больсон боловч манай байшинг хуурай байлгадаг.

Гэрийн цэвэр байдал, эмх цэгцтэй байдлын үүднээс бүх зүйл зөв, логиктой боловч физикийн үүднээс авч үзвэл бүх зүйл тайлбартай байх ёстой. Хэрэв цасан ширхгүүд гэнэт хөдлөхөө больсон бол энэ нь түүний хөдөлгөөнийг эсэргүүцэх хүч гарч ирсэн гэсэн үг юм. Энэ хүч нь дэлхийн таталцлын эсрэг чиглэлд үйлчилдэг бөгөөд хэмжээ нь түүнтэй тэнцүү байна. Физикийн хувьд таталцлын эсрэг энэ хүчийг уян харимхай хүч гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг долдугаар ангийн курст судалдаг. Энэ нь юу болохыг олж мэдье.

Уян хатан хүч гэж юу вэ?

Уян хатан хүч гэж юу болохыг тайлбарлахын тулд нойтон хувцас өлгөдөг энгийн хувцасны утсыг санаж эсвэл төсөөлөөд үз дээ. Бид нойтон зүйлийг өлгөхөд өмнө нь хэвтээ байдлаар сунгасан олс нь угаалгын жингийн дор бөхийж, бага зэрэг сунадаг. Бидний бяцхан зүйл, жишээлбэл, нойтон алчуур эхлээд олстой хамт газар руу хөдөлж, дараа нь зогсдог. Энэ нь олс дээр шинэ зүйл нэмэгдэх тусам тохиолддог. Өөрөөр хэлбэл, олсны хүч нэмэгдэх тусам энэ хэв гажилтыг эсэргүүцэх хүч бүх зүйлийн жинтэй тэнцэх хүртэл гажигтай болох нь тодорхой юм. Тэгээд доошоо чиглэсэн хөдөлгөөн зогсдог. Энгийнээр хэлбэл, уян хатан хүчний үүрэг бол бидний бусад объектуудтай нөлөөлж буй объектын бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах явдал юм. Хэрэв уян хатан хүч амжилтгүй болвол бие нь эргэлт буцалтгүй гажигтай болно. Олс тасрах, дээвэр нь хэт их цасны дор нурах гэх мэт. Уян хатан хүч хэзээ үүсдэг вэ?Одоогийн байдлаар биед үзүүлэх нөлөөлөл эхэлдэг. Бид угаалга өлгөх үед. Тэгээд дотуур хувцсаа тайлахад алга болдог. Энэ нь нөлөөлөл зогсох үед гэсэн үг юм. Уян хатан хүчийг хэрэглэх цэг нь нөлөөлөл үүсэх цэг юм. Хэрэв бид өвдөг дээрээ саваа хугалах гэж оролдвол уян харимхай хүч хэрэглэх цэг нь савааг өвдгөөрөө дарах цэг болно. Энэ бол нэлээд ойлгомжтой.

Уян хатан хүчийг хэрхэн олох вэ: Хукийн хууль

Уян хатан хүчийг хэрхэн олохыг мэдэхийн тулд бид Хукийн хуулийг мэддэг байх ёстой. Английн физикч Роберт Хук биеийн хэв гажилтаас уян харимхай хүчний хамаарлыг анх тогтоосон. Энэ хамаарал нь шууд пропорциональ байна. Деформаци их байх тусам уян харимхай хүч нэмэгдэнэ. Тэр нь Уян хатан хүчний томъёо нь дараах байдалтай байна.

F_control=k*∆l,

Энд ∆l нь хэв гажилтын хэмжээ,
ба k нь хөшүүн байдлын коэффициент юм.

Хатуу байдлын коэффициент нь янз бүрийн бие, бодисын хувьд өөр өөр байдаг. Үүнийг олохын тулд тусгай хүснэгтүүд байдаг. Уян хатан хүчийг Н/м-ээр хэмждэг(метр тутамд Ньютон).

Байгаль дахь уян хатан байдлын хүч

Байгаль дахь уян хатан байдлын хүч- энэ бол модны мөчир дээрх бор шувууны сүрэг, бут дээрх жимсний баглаа эсвэл гацуурын сарвуу дээрх цасан бүрхүүл юм. Гулзайлгасан мөртлөө баатарлаг, бүрэн бууж өгдөггүй мөчрүүд нь уян хатан байдлын хүчийг бидэнд харуулдаг.

Биеийн хэв гажилт их байх тусам түүний дотор үүссэн уян хатан хүч нэмэгддэг. Энэ нь деформаци ба уян харимхай хүч нь харилцан хамааралтай бөгөөд нэг утгыг өөрчилснөөр нөгөө утгын өөрчлөлтийг шүүж болно гэсэн үг юм. Тиймээс биеийн хэв гажилтыг мэдсэнээр түүнд үүсэх уян хатан хүчийг тооцоолох боломжтой. Эсвэл уян хатан хүчийг мэдэж, биеийн хэв гажилтын зэргийг тодорхойлно.

Хэрэв та рашаан дээрээс өлгөх юм бол өөр өөр тоо хэмжээижил масстай жин, дараа нь тэдгээрийн илүү ихийг түдгэлзүүлэх тусам хавар сунах болно, өөрөөр хэлбэл деформацид орно. Пүршийг сунах тусам түүний дотор үүссэн уян хатан хүч нэмэгддэг. Түүнээс гадна, туршлагаас харахад дараагийн түдгэлзүүлсэн жин бүр нь хаврын уртыг ижил хэмжээгээр нэмэгдүүлдэг.

Жишээлбэл, хэрэв пүршний анхны урт нь 5 см байсан бөгөөд нэг жинг өлгөх нь 1 см-ээр нэмэгддэг (жишээ нь, пүрш нь 6 см урт болсон), хоёр жин өлгөх нь 2 см-ээр нэмэгддэг. нийт урт нь 7 см ), гурав нь 3 см (хүргийн урт нь 8 см байх болно).

Туршилт хийхээс өмнө жин ба түүний үйл ажиллагааны дор үүссэн уян харимхай хүч нь бие биентэйгээ шууд пропорциональ байдгийг мэддэг. Жин хэд хэдэн удаа нэмэгдэх нь уян хатан чанарыг ижил хэмжээгээр нэмэгдүүлнэ. Туршлагаас харахад деформаци нь жингээс хамаардаг: жингийн олон удаагийн өсөлт нь уртын өөрчлөлтийг ижил хэмжээгээр нэмэгдүүлдэг. Энэ нь жинг арилгах замаар уян харимхай хүч ба хэв гажилтын хооронд шууд пропорциональ хамаарлыг тогтоох боломжтой гэсэн үг юм.

Хэрэв пүршний суналтын үр дүнд үүссэн суналтыг x эсвэл ∆l гэж тэмдэглэвэл (l 1 – l 0, энд l 0 нь анхны урт, l 1 нь сунгасан пүршний урт) -ын хамаарал. Сунгах үед үзүүлэх уян хатан хүчийг дараах томъёогоор илэрхийлж болно.

F удирдлага = kx эсвэл F удирдлага = k∆l, (∆l = l 1 – l 0 = x)

Томъёо нь k коэффициентийг ашигладаг. Энэ нь уян харимхай хүч ба суналтын хоорондын нарийн хамаарлыг харуулдаг. Эцсийн эцэст, сантиметр тутамд уртасгах нь нэг пүршний уян хатан хүчийг 0.5 Н, хоёр дахь нь 1 Н, гурав дахь нь 2 Н-ээр нэмэгдүүлэх боломжтой. Эхний булгийн хувьд томъёо нь F хяналт = 0.5x, хоёр дахь - F хяналт = x, гурав дахь нь - F хяналт = 2x.

k коэффициент гэж нэрлэдэг хатуу байдалбулаг шанд. Пүрш нь хатуу байх тусмаа сунгахад хэцүү, k-ийн утга ихсэх болно. Мөн k том байх тусам уян харимхай хүч (F хяналт) нь өөр өөр булгийн тэнцүү суналт (x) байх болно.

Хатуу байдал нь пүршийг хийсэн материал, түүний хэлбэр, хэмжээ зэргээс хамаарна.

Хатуулаг хэмжих нэгж нь Н/м (метр тутамд Ньютон). Хатуу байдал нь пүршийг 1 м-ээр сунгахын тулд хэдэн Ньютон (хэр их хүч) хэрэглэх ёстойг эсвэл 1 Н хүч хэрэглэвэл хэдэн метр сунахыг харуулдаг хавар дээр хэрэглэж, 1 см (0.01 м) сунадаг. Энэ нь түүний хөшүүн чанар нь 1 N / 0.01 м = 100 Н / м байна гэсэн үг юм.

Мөн хэмжлийн нэгжид анхаарлаа хандуулбал хөшүүн байдлыг яагаад Н/м-ээр хэмждэг нь тодорхой болно. Аливаа хүчний нэгэн адил уян харимхай хүчийг Ньютоноор хэмждэг ба зайг метрээр хэмждэг. F control = kx тэгшитгэлийн зүүн ба баруун талыг хэмжих нэгжээр тэнцүүлэхийн тулд та баруун талд байгаа тоолуурыг багасгаж (өөрөөр хэлбэл тэдгээрт хуваах), Ньютон нэмэх (өөрөөр хэлбэл үржүүлэх) хэрэгтэй.

F control = kx томъёогоор тодорхойлсон уян биеийн уян харимхай хүч ба хэв гажилтын хоорондын хамаарлыг Английн эрдэмтэн Роберт Хук 1660 онд нээсэн тул энэ хамаарлыг түүний нэрээр нэрлэжээ. Хукийн хууль.

Хүч зогссоны дараа бие анхны төлөвтөө буцаж ирэхийг уян хатан деформаци гэнэ. Харагдах бараг боломжгүй биетүүд байдаг уян хатан хэв гажилт, бусад хүмүүсийн хувьд энэ нь нэлээд том байж болно. Жишээлбэл, зөөлөн шавар дээр хүнд зүйл тавьснаар түүний хэлбэр өөрчлөгдөж, хэсэг нь өөрөө анхны байдалдаа эргэж орохгүй. Гэсэн хэдий ч, хэрэв та резинэн туузыг сунгавал түүнийг суллах үед анхны хэмжээ нь эргэж ирнэ. Hooke-ийн хууль нь зөвхөн уян хатан хэв гажилтанд хамаарна гэдгийг санах нь зүйтэй.

F control = kx томьёо нь мэдэгдэж буй хоёр хэмжигдэхүүнээс гурав дахь хэсгийг тооцоолох боломжтой болгодог. Тиймээс хэрэглэсэн хүч ба суналтыг мэдсэнээр та биеийн хөшүүн байдлыг олж мэдэх боломжтой. Хөшүүн ба суналтыг мэдэж, уян хатан хүчийг ол. Мөн уян хатан хүч ба хөшүүн чанарыг мэдэж, уртын өөрчлөлтийг тооцоол.