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, 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 үүнтэй тэнцүү байна. Физикийн хувьд таталцлын хүчийг эсэргүүцдэг энэ хүчийг уян хатан байдлын хүч гэж нэрлэдэг.

Уян хатан хүч гэж юу вэ?

Антошка гөлөг шувуу харах дуртай.

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

Суспензийг сунгах үед уян харимхай хүч нь таталцлын хүчтэй тэнцүү байх болно, дараа нь суналт зогсдог.

Энгийнээр хэлбэл, уян харимхай хүчний ажил нь бусад объектууд дээр ажилладаг объектын бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах явдал юм. Хэрэв уян хатан байдлын хүч даван туулахгүй бол бие нь эргэлт буцалтгүй гажигтай болно. Цас ихтэй үед олс тасардаг, их хэмжээний ургац хурааж идвэл уутны бариул тасардаг, алимны модны мөчир тасардаг гэх мэт.

Уян хатан байдлын хүч хэзээ үүсдэг вэ? Бие махбодид нөлөөлж эхлэх мөчид. 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 нь янз бүрийн хэлбэртэй байдаг: хурцадмал байдал, 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

Шифт - хайч эсвэл хөрөөний ажил, сул сандал, шалыг суурь болгон, суудлыг ачааллын хавтгай болгон авч болно.

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

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

Уян хатан байдлын хүч хэрхэн, хэзээ үүсдэг вэ?

Туршилт хийцгээе:

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

Цагаан будаа. 1. Уян хатан байдлын бат бөх байдал

Хүндийн хүчний үйл ажиллагааны улмаас ачаалал унах шаардлагатай болсон. Яагаад ийм зүйл болоогүй юм бэ? Үүний шалтгаан нь пүршний хажуугийн ачаалалд нөлөөлсөн уян харимхай хүч юм. Ерөнхий тохиолдолд түүний илрэл нь хэв гажилтаас шалтгаална: хурцадмал байдал, 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, үргээдэг. Эдгээр харилцан үйлчлэлийн аль нь давамгайлах нь тэдгээрийн хоорондын зайнаас хамаарна.

Цагаан будаа. 2. Цэнэглэгдсэн бөөмс

Зайны өсөлт нь татах хүчний үйл ажиллагаа нэмэгдэж, түлхэлтийн хүчний давамгайлал буурахад хүргэдэг. Бие амарч байх үед хоёр хүч тэнцвэртэй байдаг.

Дээр дурдсан зүйлсээс харахад уян хатан хүч яагаад, хаашаа чиглүүлж байгааг хоёрдмол утгагүй хэлж болно. Биеийн анхны хэлбэрийг сэргээхийг эрмэлздэг тул түүний чиглэл нь биеийн атом ба молекулуудын хөдөлгөөний эсрэг байдаг.

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

Деформаци нь үргэлж уян харимхай хүч үүсэхэд хүргэдэг үү?

Хавар нь хэлбэрээ хэрхэн амархан сэргээдгийг санаарай, гэхдээ хуванцар нь үргэлж үүнийг хадгалж байдаг. Энэ нь хэв гажилтын хоёр хязгаарлагдмал тохиолдол байгаатай холбоотой юм. Хавартай жишээ нь уян харимхай, хуванцараар - хуванцар хэв гажилтын илрэлийг харуулж байна.

Бид уян хатан байдлын хүчийг ярихдаа зөвхөн уян хатан хэв гажилтыг л хэлдэг. Түүнээс гадна түүний үнэ цэнэ 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 хичээлээр судалдаггүй.

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 харилцааны шугаман шинж чанарыг харуулсан. Бичгээр түүний байгуулсан хууль дараах байдалтай байна.

Fcontrol=k|Δl|эсвэл Fcontrol=k|x|,

хаана к- уян хатан байдлын коэффициент; Δl, эсвэл х- үнэмлэхүй суналт.

Δl, эсвэл хнь хэв гажилттай биеийн урт ба анхны уртын метр (м) хоорондын зөрүү юм.

к- хатуу байдал. Энэ нь метр тутамд Ньютоноор (N / м) илэрхийлэгддэг бөгөөд түүний утгыг биеийн хэмжээс, материалын шинж чанараар тодорхойлно. хэмжих 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.

Гэр доторх цэвэр цэмцгэр байдал, эмх цэгцтэй байдлын үүднээс бүх зүйл зөв, логиктой боловч физикийн үүднээс авч үзвэл бүх зүйлд тайлбар байх ёстой. Хэрэв цасан ширхгүүд гэнэт хөдлөхөө больсон бол түүний хөдөлгөөнийг эсэргүүцэх хүч гарч ирсэн байх ёстой. Энэ хүч нь дэлхийн таталцлын эсрэг чиглэлд үйлчилдэг бөгөөд үүнтэй тэнцүү байна. Физикийн хувьд таталцлын хүчийг эсэргүүцдэг энэ хүчийг уян харимхай хүч гэж нэрлээд долдугаар ангийн хичээлээр судалдаг. Энэ нь юу болохыг олж мэдье.

Уян хатан хүч гэж юу вэ?

Уян хатан хүч гэж юу болохыг тайлбарлах жишээний хувьд нойтон хувцас өлгөх энгийн хувцасны утсыг санаж эсвэл төсөөлж үзье. Бид ямар нэгэн нойтон зүйлийг өлгөхөд өмнө нь хэвтээ байдлаар сунгасан олс нь угаалгын жингийн дор бөхийж, бага зэрэг сунадаг. Манай зүйл, жишээлбэл, нойтон алчуур, эхлээд олстой хамт газар хөдөлж, дараа нь зогсдог. Тэгээд шинэ зүйл болгоныг олсоор нэмэхэд ийм зүйл тохиолддог. Өөрөөр хэлбэл, олсонд үзүүлэх нөлөөллийн хүч ихсэх тусам энэ хэв гажилтыг эсэргүүцэх хүч нь бүх зүйлийн жинтэй тэнцэх хүртэл гажигтай байх нь тодорхой юм. Тэгээд доошоо чиглэсэн хөдөлгөөн зогсдог. Энгийнээр хэлбэл, уян харимхай хүчний ажил нь бусад объектууд дээр ажилладаг объектын бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах явдал юм. Хэрэв уян хатан байдлын хүч даван туулахгүй бол бие нь эргэлт буцалтгүй гажигтай болно. Олс тасрах, дээвэр нь хэт их цасны дор нурах гэх мэт. Уян хатан байдлын хүч хэзээ үүсдэг вэ?Бие махбодид нөлөөлж эхлэх мөчид. 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 байгаа бол уян харимхай хүч хэрэглэх цэг нь өвдөгний саваа дээр дарах цэг байх болно. Энэ бол нэлээд ойлгомжтой.

Уян хатан хүчийг хэрхэн олох вэ: Хукийн хууль

Уян хатан хүчийг хэрхэн олохыг сурахын тулд бид Hooke-ийн хуультай танилцах ёстой. Английн физикч Роберт Хук уян хатан хүчний хэмжээ нь биеийн хэв гажилтаас хамааралтай болохыг анх тогтоосон. Энэ хамаарал нь шууд пропорциональ байна. Илүү их хэв гажилт үүсэх тусам уян харимхай хүч нэмэгдэнэ. Тэр бол уян хатан хүчний томъёо нь дараах байдалтай байна.

F_control=k*∆l,

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

Мэдээжийн хэрэг, хөшүүн 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. Үүний зэрэгцээ, гулзайлгах, гэхдээ мөчрүүдийг баатарлаг, бүрэн үнэ төлбөргүй орхихгүй байх нь бидэнд уян хатан байдлын хүчийг харуулдаг.

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

Хэрэв ижил масстай өөр тооны жинг хавар дээр түдгэлзүүлбэл тэдгээрийн илүү ихийг түдгэлзүүлэх тусам пүрш сунах болно, өөрөөр хэлбэл энэ нь деформацид орно. Пүршийг сунгах тусам уян хатан хүч нэмэгддэг. Түүнээс гадна, туршлагаас харахад дараагийн түдгэлзүүлсэн жин бүр нь хаврын уртыг ижил хэмжээгээр нэмэгдүүлдэг.

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

Туршилт хийхээс өмнө түүний үйл ажиллагааны дор үүссэн жин ба 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 хүчин зүйлээр нэмэгдүүлдэг. Энэ нь жинг арилгаснаар уян харимхай хүч ба хэв гажилтын хооронд шууд пропорциональ хамаарлыг тогтоох боломжтой гэсэн үг юм.

Хэрэв бид пүршний сунгалтын 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. Хүчдэлийн уян хатан хүчийг дараах томъёогоор илэрхийлж болно.

F удирдлага \u003d kx эсвэл F удирдлага \u003d k∆l, (∆l \u003d l 1 - l 0 \u003d x)

Томъёо нь k коэффициентийг ашигладаг. Энэ нь уян харимхай хүч ба суналтын хоорондын нарийн хамаарлыг харуулдаг. Үнэн хэрэгтээ, сантиметр бүрийн 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 \u003d 0.5x шиг харагдах болно. хоёр дахь нь - F удирдлага \u003d x, гурав дахь нь - F хяналт = 2x.

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

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

Хатуу байдлын нэгж нь Н/м (метр тутамд Ньютон). Хатуу байдал нь пүршийг 1 м сунгахын тулд хэдэн Ньютон (хэдэн хүч) хэрэглэх ёстойг харуулдаг.Эсвэл пүршийг сунгахад 1 Н хүч хэрэглэвэл хэдэн метр сунахыг харуулдаг.Жишээ нь: Пүрш дээр 1 N-ийг хэрэглэж, 1 см (0.01 м) сунгасан. Энэ нь түүний хатуулаг нь 1 N / 0.01 м = 100 Н / м байна гэсэн үг юм.

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

F control \u003d kx томъёогоор тодорхойлсон уян биеийн уян харимхай хүч ба хэв гажилтын хоорондын хамаарлыг Английн эрдэмтэн Роберт Хук 1660 онд нээсэн тул энэ харьцааг түүний нэрээр нэрлэжээ. Хукийн хууль.

Хүчний үйл ажиллагаа дууссаны дараа бие анхны төлөвтөө буцаж ирэх үед уян хатан хэв гажилт үүсдэг. Уян деформацид бараг өртөх боломжгүй биетүүд байдаг бол бусад хүмүүсийн хувьд энэ нь нэлээд том байж болно. Жишээлбэл, зөөлөн шавар дээр хүнд зүйл тавьснаар хэлбэр нь өөрчлөгддөг бөгөөд энэ хэсэг нь өөрөө анхны байдалдаа эргэж орохгүй. Гэсэн хэдий ч, хэрэв та резинэн туузыг сунгах юм бол түүнийг сулласны дараа анхны хэмжээ рүүгээ буцах болно. Hooke-ийн хууль нь зөвхөн уян хатан хэв гажилтанд хамаарна гэдгийг санах нь зүйтэй.

F control \u003d kx томъёо нь мэдэгдэж буй хоёр хэмжигдэхүүнээс гурав дахь хэсгийг тооцоолох боломжийг олгодог. 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.