Forţa deformatoare si Forţa elasticăAcţiunea unei forţe asupra unui corp poate produce deformarea corpului (un efect static al forţei)

Deformarea unui corp e numită “elastică” dacă după încetarea acţiunii forţei deformatoare corpul revine la forma iniţială(ca un arc), si e numită “plastică” dacă nu mai revine la forma iniţială (ca plastilina )

Dacă de un arc agăţăm un corp, arcul se alungeşte cu X. Deformaţia X este egală cu diferenţa dintre lungimea finală, a arcului deformat si lungimea iniţială a arcului

Atenţie: în unele carţi, deformaţia se notează şi cu : d sau l

Instrumentul de măsură al forţei este dinamometrul, iar unitatea de măsură a forţei este: Newton ( N ) ,cu multiplul kiloNewton 1KN=1000N

2 Forţa elastica apare în corpul elastic(arcul) deformat, având tendinţa de a readuce corpul la forma, iniţială. Forţa elastica sens este egală , ca mărime cu Forţa deformatoare, dar are sens opus

Dacă la sport te-ai antrenat cu un extensor, ai observat că, cu cât îl întinzi mai mult, cu atât mai mare e forţa elastică ce ţi se opune, şi tinde să readucă extensorul la forma iniţială. Deci forţa elastică creşte odată cu deformaţia.

Dacă de un resort(arc) agăţăm un corp cu masa 100g, arcul se alungeşte cu X ,iar dacă agăţăm un corp cu masa 200g , se alungeşte de doua ori mai mult. Forţa deformatoare e greutatea corpului. Rezulta ca Forţa deformatoare este direct proporţională cu deformaţia: XkF

k este constanta elastică a arcului

3Orice arc sau corp elastic este caracterizat de o constantă

elastică(notată:K). Cu cât arcul e mai “tare” si greu de deformat, cu atât are constanta elastică mai mare

De exemplu arcul(fragil) de la un pix are constanta elastică mai mică decât arcurile de suspensie de la un automobil

Constantă elastică a unui corp elastic(arc) are formula: X

Fk

Constanta elastică e o caracteristică a corpului elastic, nu a materialului din care e alcătuit, si se măsoară în :

m

N

Pentru a măsura cu precizie greutatea unor corpuri uşoare trebuie să alegem fie un dinamometru cu arc de constantă elastică mică(mai firav)

Pentru a putea măsura greutatea unor corpuri grele trebuie să alegem fie un dinamometru cu arc de constantă elastică mare(mai solid)

4. Oamenii au inventat mecanisme care funcţionează pe baza forţei elastice: arcul cu săgeţi, ceasul mecanic cu arc, întrerupatoarele electrice(au un arc)

Determinarea experimentala a constantei elastice k, a unui arc:

Alte aplicaţii ale forţei elastice: Pixul se deschide sau închide cu ajutorul unui arc, suspensia automobilelor e asigurată de arcuri

Măsurăm lungimea iniţială a arcului, apoi agăţăm de el un corp de masă cunoscută m, arcul se alungeşte şi măsurăm lungimea finală a arcului(deformat). Din lungimea finală scădem lungimea iniţială şi aflăm deformaţia X . Cunoscând masa corpului agăţat de arc aflăm forţa deformatoare egală cu greutatea corpului:

Kg

NgcugmG 8,9,

Apoi împărţim forţa deformatoare F la deformaţia X şi aflăm constanta elastică k: X

Fk

Forţa deformatoare(greutatea!) si Forţele elastice sunt reprezentate schematic

G

eF

0 1 2 3 4

5

4. I. Ce forţă poate întinde cu 8cm un arc cu constanta elastică 100N/m ?

II. Dacă agăţăm de arc un corp de 200g , reprezentaţi toate forţele si aflaţi greutatea corpului si cu cât se deformează arcul X ( ştiind k= 100N/m)

2. Ce forţă poate deforma cu 2cm un arc cu constanta elastică 80N/m ?

5.În graficul alăturat, este reprezentat modul în care depinde deformaţia unui arc de forţa deformatoare. I. Ce deformaţie e produsă de forţa 2N? II. Ce forţă produce deformaţia de 2cm? III. Aflaţi constanta elastică a arcului

3. I. Constanta elastică se măsoară în : ;)m

NdmN c) a)N mb)

II. Forţa elastică se măsoară în : a) N/m ; b) m ; c) N ; d) Nm

Exerciţii• 1. I. Dacă îndoim o sârmă de oţel,aceasta se deformează elastic

sau plastic?• II. Dacă îndoim prea mult un creion(din lemn), acesta se rupe.

Deformarea sa este elastică sau plastică?

3

2

1

F(N)

X(cm)

66. I. Cum trebuie să fie constanta elastică a arcului unui dinamometru

pentru a putea măsura cu precizie greutatea unor corpuri uşoare? : a) zero, b) mare c) mică, d) egală cu greutatea corpului , e) mai mică

decât greutatea corpuluiII. Cum trebuie să fie constanta elastică a arcului unui dinamometru pentru

a putea măsura o greutate mare? : a) mică, b) zero, c) mare , d) egală cu greutatea corpului , e) mai mare decât greutatea corpului

7. Din Religie, ştiţi ca micul păstor David l-a învins pe uriaşul Goliat cu o praştie. Ce forţă determină aruncarea pietrei din praştie? : a) forţa de greutate; b) forta elastică ;c) forţa deformatoare

8. Un căţel de 20kg(cu masa 20kg !) stă aşezat pe un fotoliu cu arcuri, care se comprimă cu 2cm. Reprezentaţi toate forţele şi aflaţi:greutatea căţelului şi constanta elastică a fotoliului cu arcuri

Această lecţie face parte dintr-un set de lecţii pentru gimnaziu şi liceu destinat îmbunătăţirii predării fizicii cu ajutorul calculatorului.Lecţiile computerizate pot conţine simulări de procese fizice, experimente virtuale, animaţii, imagini sugestive, şi sunt concepute şi pentru a fi mai atractive pentru elevi.Orice observaţie despre această lecţie puteţi trimite prin e-mail pe adresa autorului :laurentziu_roshu@yahoo.com Prin observaţiile dvs. puteţi contribui la perfecţionarea acestui set de lecţii. Vă mulţumesc

Pentru a vedea pagina anterioară, faceţi click pe săgeată

Pentru a vedea lectia de la început, faceţi click pe casă

Pentru a vedea lectia de la început, faceţi click pe casă

Pentru a vedea pagina anterioară, faceţi click pe săgeată