المرونة وقانون هوك ، ما هو؟

هل سبق لك أن لعبت البلاستيسين أو الشمع؟ البلاستيسين مادة صلبة. عندما تضغط على البلاستيسين أو تجبره ، فسوف يتحول إلى مسطح. لكن الأمر مختلف عندما تلعب الكرة المطاطية. حتى إذا قمت بالضغط عليه ، فسوف يعود إلى حجمه الأصلي. على غرار الزنبرك الذي تقوم بسحبه أو الضغط عليه والذي سيعود إلى شكله الأصلي. هذا لأن الكرات المطاطية والينابيع لها مرونة.

المرونة هي قدرة المادة على العودة إلى شكلها وحجمها الأصليين عند إزالة القوة الخارجية أو قوة التشوه المطبقة عليها. ويرجع ذلك إلى قوى الجذب القوية بين الجزيئات على المادة. تسمى القوة الجزيئية الكاملة ضد هذا التشوه بقوة الاستعادة.

(اقرأ أيضًا: تعرف على القوانين الأساسية الخمسة للكيمياء ، ماذا يوجد؟)

بناءً على مستوى المرونة ، يتم تقسيم الأجسام الصلبة إلى قسمين ، وهما الأجسام المرنة والأشياء البلاستيكية. تتمتع الأجسام المرنة بالقدرة على العودة إلى شكلها أو حجمها الأصلي عند إزالة القوة المطبقة. في المقابل ، الأشياء البلاستيكية هي تلك التي لا يمكن أن تعود إلى شكلها وحجمها الأصليين عند إزالة القوة المطبقة.

الإجهاد والتوتر

ترتبط المرونة بالإجهاد والتوتر.

الإجهاد ( الإجهاد ) هو مقدار يوضح مقدار القوة المبذولة على جسم ما لكل وحدة مساحة مقطعية للكائن المعرض لهذه القوة. رياضيا ، يمكن صياغة الجهد على النحو التالي.

τ = الجهد (N / m2)

F = النمط (N)

أ = مساحة المقطع العرضي (م 2)

في هذه الأثناء ، السلالة ( الإجهاد ) هي كمية تحدد النسبة بين الزيادة في الطول والطول الأولي للجسم. رياضيا ، يمكن صياغة الانفعال على النحو التالي.

ε = سلالة

ΔL = زيادة الطول (م)

L = الطول الأولي (م)

قانون هوك

في المرونة ، هناك قانون هوك الذي ينص على أنه "إذا كانت القوة التي تمارس على الزنبرك لا تتجاوز حد مرونته ، فإن الزيادة في طول الزنبرك ستكون متناسبة بشكل مباشر مع القوة المطبقة". يمكن صياغة قانون هوك على النحو التالي.

F = القوة المطبقة (N)

k = ثابت الربيع (N / m)

Δx = زيادة طول الربيع (م)