II. FORȚA DEFORMATOARE. FORȚA ELASTICĂ.
Figura 3 - ALUNGIRE
a) În figura 3 a) este reprezentat un resort în stare nedeformată, de lungime inițială, l0 .
b) De același resort este suspendat un corp de masă M,(figura b) sub acțiunea căruia resortul se alungește, lungimea sa devenind l.
c) Același resort este alungit( figura c) sub acțiunea unei forțe deformatoare care are aceeași mărime ca cea de la punctul b) ( de exemplu, tragem în jos, de resort cu mâna), fără să mai fie niciun corp suspendat.
Răspundeți la următoarele întrebări:
- Ce reprezintă în figură ∆l ?
- Care este forța ce produce deformarea resortului în cazul b)?
- În ce sens acționează forța elastică?
- Ce lungime are resortul după înlăturarea corpului de masă M, în fig. 3 b)?
- Ce lungime are resortul după ce nu mai tragem, în jos, de el, în fig. 3 c)
1. Priviți atent figura 4
Răspundeți la următoarele întrebări:
- Care este sensul forței deformatoare în figura 4.a și care este sensul ei în figura 4.b ?
- Cum este sensul forței elastice în figura 4.a față de figura 4.b? De ce ?
2. Priviți cu atenție figura 5.
Figura 5
Răspundeți la întrebarea de la punctul a), apoi îndepliniți cerința de la punctul b):
a) Resortul din figura 5 va fi alungit sau comprimat după ce va fi lovit de corpul de masă m, pe direcția și în sensul vitezei din figură?
b) Desenați pe caiete imaginea din figura 5, apoi, sub ea, un desen cu resortul deformat, notând pe desen deformarea resortului.
PROBLEMĂ REZOLVATĂ
1. Sub acțiunea unei forțe de 5N, deformarea unui resort este de 2cm. Care va fi deformarea resortului sub acțiunea unei forțe de 10N ?
Scrierea datelor problemei:
F1 = 5N ; ∆l1 = 2cm
F2 = 10N ; ∆l2 = ?
Rezolvare:
Scriem formula constantei elastice pentru cazul când asupra resortului acționează forța deformatoare F1 și pentru cazul când acționează forța F2 :
k = F1/∆l1
k = F2/∆l2
Deci, F1/∆l1 = F2/∆l2 ;
5N/2cm = 10N/∆l2 ; ∆l2 = 2cm*10N/5N = 20cm/5 = 4 cm
Se observă că, dacă forța deformatoare s-a dublat (F2 = 10N = 2*5N= 2*F1) , se dublează și deformarea resortului (∆l2 = 4 cm = 2*2cm = = 2*∆l1), adică este verificată legea deformării elastice.
Rezolvați ca temă pentru acasă:
Problema nr. 61 pagina 19,Culegere Fizică, Editura și tipografia Icar București, Ediția a treia
De un resort elastic cu constanta elastică k = 150 N/m este suspendat un corp cu masa de 2000 g. Care este forța deformatoare care acționează asupra resortului? Ce valoare are deformarea? ( g = N/kg )
IMPORTANȚA FORȚEI ELASTICE CARE APARE ÎN CORPURILE ELASTICE :
1) Aerul are proprietăți elastice, fiind folosit la pneurile roților pentru amortizarea șocurilor sau la diferite obiecte pneumatice (saltele, mingii, baloane etc.)- figura 1
2) Arcurile (resorturile) sunt folosite pentru:
amortizarea șocurilor și vibrațiilor (suspensii de autovehicule);
pentru acumulare de energie (arcuri de ceas, rulouri, arcuri de supape);
exercitarea unei forţe elastice permanente (cuplaje de siguranţă);
reglarea sau limitarea forţelor sau a debitelor (prese, cuplaje de siguranţă, robinete de reglare etc.).
Resorturile se găsesc în construcția multor obiecte (fig. 2)
Dinamometre și cântare
Pulverizatoare
Pixuri
Vagoane de tren
Ceasuri
Suspensia vehiculului
Saltea de pat
Clip de păr
Clanță și broască de ușă
Arcuri pentru dulapuri
Extensor si flexor fitness
Şaua bicicletei sau motocicletei este aşezată pe arcuri, pentru atenuarea zdruncinărilor în timpul mersului
3) Arc cu săgeți sau arbaletă pentru vânătoare (fig. 3)
Figura 4
OBSERVAȚIE !
PE FIGURI:
- Greutatea și orice altă forță (în acest caz, forța elastică și o altă forță deformatoare) se reprezintă prin segmente orientate, cu săgeată în vârf;
- Vârful săgeții indică sensul forței;
- Deasupra literei cu care se notează greutatea (forța elastică sau altă forță) se pune o săgeată orizontală, cu vârful spre dreapta.
SARCINĂ DE LUCRU PENTRU ACASĂ !
- Accesați link-ul de mai jos :
- Dați click pe "Mase și resorturi (Noțiuni de bază)” - Click pe "Resorturi" - Aveți în imagine resorturile 1și 2 - Click dreapta sus pe „Resort nedeformat” - Fixați cursorul de la „Constanta elastică 1” pe poziția „Mică” - Fixați cursorul de la „Constanta elastică 2” pe poziția „Mare” - Luați cu mouse-ul rigla din dreapta și măsurați lungimile resorturilor în poziția „Resort nedeformat” apoi notați în caiete l01 = .......... ; l02 = .......... ;
- Luați cu mouse-ul masele de 50 g și suspendați-le de fiecare resort; citiți pe riglă și notați în caiete l1 = ........... și l2 = ............ pentru prima măsurare;
- Înlăturați masele de 50 g de pe fiecare resort, aducând-o de unde ați luat-o; - Adăugați masele de 100 g pe fiecare resort și citiți pe riglă lungimile resorturilor și notați lungimile pentru a doua măsurare: l1 = ......... și
l2= ..........
- Înlăturați masele de 100g și adăugați masele de 250 g pe fiecare resort; citiți lungimile resorturilor pe riglă și notați pentru măsurarea a treia : l1 = .......... și l2 = ..........
Răspundeți la următoarele cerințe: a) Calculați forța deformatoare pentru masele: 50g, 100g, 250g. Se dă g = 10 N/kg;
b) Calculați deformarea fiecărui resort în cazul maselor de mai sus (în metri); c) Determinați constantele elastice ale resorturilor, k1 și k2 ; d) Care resort se deformează mai greu ? De ce?
Figura 1 - Pneul unei roți de mașină
Figura 2 - Resorturi diferite
Figura 3 - Arbaletă
Figura 4 - Dinamometrul are în componența lui un resort