Cos'è la deformazione? Tipi di deformazione
L'uomo inizia ad incontrare il processo di deformazione sin dai primi giorni della sua vita. Ci fa sentire toccati. Un vivido esempio della deformazione dell'infanzia può ricordare la plastilina. Esistono diversi tipi di deformazione. La fisica esamina e studia ciascuno di essi. Per cominciare, introduciamo la definizione del processo stesso, e quindi consideriamo gradualmente le possibili classificazioni e tipi di deformazione che possono verificarsi negli oggetti solidi.
definizione
La deformazione è il processo di spostamento di particelle ed elementi di un corpo rispetto alla loro posizione reciproca nel corpo. In poche parole, si tratta di un cambiamento fisico nelle forme esterne di un oggetto. Esistono i seguenti tipi di deformazione:
- spostamento;
- torsione;
- piegatura;
- sforzo di compressione.
Come ogni altra quantità fisica, la tensione può essere misurata. Nel caso più semplice, viene utilizzata la seguente formula:
e = (p 2 -p 1 ) / p 1,
dove e è la deformazione elementare più semplice (aumento o diminuzione della lunghezza del corpo); p 2 ep 1 - la lunghezza del corpo dopo e prima della deformazione, rispettivamente.
classificazione
In generale, si possono distinguere i seguenti tipi di deformazione: elastica e anelastica. Le deformazioni elastiche o reversibili scompaiono dopo che la forza che agisce su di esse scompare. La base di questa legge fisica viene utilizzata nei simulatori di potenza, ad esempio nell'espansore. Se parliamo della componente fisica, allora la base è uno spostamento reversibile degli atomi - non vanno oltre i limiti dell'interazione e della struttura dei legami interatomici.
Le deformazioni inelastiche (irreversibili), come capisci, sono il processo opposto. Qualsiasi forza applicata al corpo lascia tracce / deformazioni. Questo tipo di impatto include anche la deformazione dei metalli. Con questo tipo di modifica della forma, le altre proprietà dei materiali possono spesso cambiare. Ad esempio, durante la deformazione causata dal raffreddamento, la forza del prodotto può aumentare.
spostamento
Come già accennato, ci sono vari tipi di deformazione. Sono divisi dalla natura del cambiamento nella forma del corpo. In meccanica, un cambiamento di forma è chiamato uno spostamento in cui la parte inferiore del fascio è fissa immobile, e la forza è applicata rispetto alla superficie superiore. La deformazione di taglio relativa è determinata dalla seguente formula:
tgQ = X 12 / B
dove X 12 è lo spostamento assoluto degli strati del corpo (cioè la distanza che il livello ha spostato); B è la distanza tra la base fissa e lo strato parallelo spostato.
twist
Se i tipi di deformazioni meccaniche venissero divisi in base alla complessità dei calcoli, ciò sarebbe il primo posto. Questo tipo di cambiamento della forma del corpo si verifica quando vengono applicate due forze. In questo caso, lo spostamento di qualsiasi punto del corpo avviene perpendicolare all'asse delle forze agenti. Parlando di questo tipo di deformazione, si dovrebbero menzionare i seguenti valori da calcolare:
- F: l'angolo di torsione dell'asta cilindrica.
- T - il momento dell'azione.
- L è la lunghezza della canna.
- G - il momento di inerzia.
- W è il modulo di taglio.
La formula ha questo aspetto:
F = (T * L) / (G * F).
Un altro valore che deve essere calcolato è l'angolo di torsione relativo:
Q = F / L (i valori sono presi dalla formula precedente).
curva
Questo è un tipo di deformazione che si verifica quando cambiano la posizione e la forma degli assi del raggio. È anche diviso in due tipi: obliquo e dritto. La piegatura diretta è un tipo di deformazione in cui la forza di azione cade direttamente sull'asse del raggio in questione, in ogni altro caso si parla di piegamento obliquo.
Compressione a trazione
Diversi tipi di deformazione, la cui fisica è ben studiata, sono usati raramente per risolvere vari problemi. Tuttavia, quando si studia a scuola, uno di questi viene spesso utilizzato per determinare il livello di conoscenza degli studenti. Oltre a questo nome, questo tipo di deformazione ha anche un altro, che suona come questo: stato di sollecitazione lineare.
Lo stretching (compressione) si verifica se la forza che agisce su un oggetto passa attraverso il centro della sua massa. Se parliamo di un esempio visivo, lo stiramento porta ad un aumento della lunghezza dell'asta (a volte a rotture) e alla compressione - a una diminuzione della lunghezza e all'aspetto di curve longitudinali. Lo stress causato da questo tipo di deformazione è direttamente proporzionale alla forza che agisce sul corpo e inversamente proporzionale all'area della sezione trasversale del raggio.
Legge di Hooke
La legge fondamentale considerata nella deformazione del corpo. Secondo lui, la deformazione che si verifica nel corpo è direttamente proporzionale alla forza che agisce. L'unica avvertenza è che è applicabile solo per piccoli valori di deformazione, poiché per valori elevati e se il limite di proporzionalità viene superato, questa relazione diventa non lineare. Nel caso più semplice (per una barra sottile di trazione), la legge di Hooke ha la seguente forma:
F = k * L,
dove F è la forza applicata; K - coefficiente di elasticità; L è il cambiamento nella lunghezza del raggio.
Se tutto è chiaro con due valori, il coefficiente (k) dipende da diversi fattori, come il materiale del prodotto e le sue dimensioni. Il suo valore può anche essere calcolato con la seguente formula:
k = (E * C) / L,
dove E è il modulo di Young; C è l'area della sezione trasversale; L è la lunghezza del raggio.
risultati
In effetti, ci sono molti modi per calcolare la deformazione dell'oggetto. Diversi tipi di deformazione utilizzano coefficienti diversi. I tipi di deformazione differiscono non solo nella forma del risultato, ma anche nelle forze che agiscono sull'oggetto, e per i calcoli occorreranno notevoli sforzi e conoscenze nel campo della fisica. Speriamo che questo articolo ti aiuti a capire la comprensione delle leggi fisiche di base e ti permetta anche di spostarti un po 'di più nello studio di questo sezione della fisica.