Szarvadi Robert

Clasa a IX-a E

Forta elastica

O forță elastică acționează în direcția aducerii unui resort la lungimea sa inițială. Un resort ideal este considerat fără masă, fără frecări, nu se rupe, și se poate întinde oricât de mult. Aceste resorturi exercită forțe ce se opun contractării și întinderii resortului, proporțional cu distanța pe care este deplasat față de poziția de echilibru

Definitie

Forta elastica

Fk este forţa care răspunde greutăţii corpului prins de resort.

Forta elastica are acelas punct de aplicatie, aceeasi directie cu forta deformatoare dar sens diferit.Forta elastica depinde de proprietatile elastice ale resortului, de proprietatile materialului din care este construit resortul, dar si de geometria acestuia.Forta elastica este o forta care se opune deformarii corpurilor.

Rezultatul contactului dintre corpuri poate fi deformarea acestora (efect static). Aceasta deformare poate fi plastica sau elastica. Plastica este atunci cand corpul, dupa ce forta nu mai actioneaza asupra lui, nu mai revine la forma initiala si este elastica, atunci cand corpul revine la forma initiala dupa ce forta nu mai actioneaza asupra lui.Se numeste forta elastica forta „Fe” proportionala cu valoarea deformatiei ∆l si orientata opus cresterii deformatiei.Fe= -k ∙∆l unde k= constanta de elasticitate a resortului

Alungirea are loc in momentul in care resortul se deformeaza marindu-si lungimea iar forta elastica tinde sa-i reduca dimensiunea la cea initiala.Resortul continua sa se alungeasca din momentul in care incepe actiunea fortei deformatoare pana in momentul in care forta elastica si forta deformatoare devin egale, adica rezultanta lor este 0. Acest tip de deformare are multe aplicatii in diferite domenii.

Să considerăm o bară de lungime l (mult mai mare decît celelalte dimensiuni) şi de secţiune S, prinsă la capătul superior de un suport rigid M (Fig. 1). Sub acţiunea unei forţe exterioare F, aplicată la capătul inferior al barei, aceasta suferă alungirea Δl = l'−l . În noua poziţie de echilibru, forţa deformatoare este echilibrată de o forţă interioară Fe care ia nastere in urma deformarii.

1. Deformaţia de alungire. Legea lui Hooke

Deformaţia de torsiune apare atunci când un cuplu de forţe acţionează în

acelaşi plan asupra unui corp. În Fig. 3a este reprezentatăo bară cilindrică, de lungime l, secţiune S şi rază R, care a fost supusă unei deformaţii de torsiune de cuplul celor douăf orţe F, tangente la circumferinţa secţiunii.

Înainte de aplicarea cuplului de forţe deformatoare generatoarele AA′, BB′ şi CC′ erau linii drepte, paralele între ele şi cu axul cilindrului. După torsionare ele devin respectiv AA", BB" şi CC".

Principiul acţiunii şi reacţiunii arată că, în urma aplicării, în planul secţiunii A′B′C′ a cuplului de forţe exterioare, în planul secţiunii ABC apare un cuplu de forţe

2.Deformatia de torsiune

Deformaţiile elastice prezentate anterior constituie situaţii idealizate, în sensul că în practică ele nu apar independent, ci simultan. Se poate construi o teorie riguroasă, care să stabilească o legătură între coeficienţii de elasticitate amintiţi.

Un exemplu simplu de corp elastic, care prezintă simultan, în cazul alungirii, şi deformaţii de forfecare, torsiune şi încovoiere îl constituie spirala elastică.

Deoarece în practică, pentru caracterizarea proprietăţilor elastice ale unui resort este este dificil să se introducă toţi aceşti coeficienţi, se foloseşte o altă mărime, notată cu k şi denumită constanta elastică a resortului definită prin relaţia:

k = F / Δ x în care F este intensitatea forţei care produce deformarea resortului. Forţa elastică, care apare în urma deformării resortului, este egală şi opusă lui F:

Fe = - k Δx

3.Alungirea unui resort