Deformation: forskydning, spænding, kompression, vridning, bøjning. Eksempler på deformation

Indholdsfortegnelse:

Deformation: forskydning, spænding, kompression, vridning, bøjning. Eksempler på deformation
Deformation: forskydning, spænding, kompression, vridning, bøjning. Eksempler på deformation
Anonim

Forskydning, vridning, bøjningsdeformation er en ændring i volumen og formen af en krop, når den påføres en ekstra belastning. I dette tilfælde ændres afstandene mellem molekyler eller atomer, hvilket fører til udseendet af elastiske kræfter. Overvej hovedtyperne af deformationer og deres karakteristika.

forskydningsdeformation
forskydningsdeformation

klem og stræk

Trækdeformation er relateret til relativ eller absolut forlængelse af kroppen. Et eksempel er en homogen stang, som er fastgjort i den ene ende. Når en kraft, der virker i den modsatte retning, påføres langs aksen, strækkes stangen.

Kraften påført mod den faste ende af stangen fører til kompression af kroppen. I processen med kompression eller strækning ændres kroppens tværsnitsareal.

Strækdeformation er en ændring i et objekts tilstand, ledsaget af en forskydning af dets lag. Dette billede kan analyseres på en model af et solidt legeme bestående af parallelle plader, som er forbundet med fjedre. På grund af den vandrette kraft forskydes pladerne i en vinkel, mens kroppens volumen ikke ændres. I tilfælde af elastiske deformationer blev der afsløret et direkte proportion alt forhold mellem kraften påført kroppen og forskydningsvinklen.afhængighed.

trækspænding
trækspænding

Bøjningsdeformation

Lad os overveje eksempler på denne type deformation. I tilfælde af bøjning udsættes den konvekse del af kroppen for en vis spænding, og det konkave fragment komprimeres. Inde i kroppen, der udsættes for denne form for deformation, er der et lag, der ikke oplever hverken kompression eller spænding. Det kaldes almindeligvis den neutrale region af den deformerbare krop. I nærheden af den kan du reducere kroppens område.

Inden for ingeniørarbejde bruges eksempler på denne type deformation for at spare materialer samt for at reducere vægten af strukturer, der bygges. Massive bjælker og stænger udskiftes med rør, skinner, I-bjælker

stamme eksempler
stamme eksempler

Vridningsdeformation

Denne langsgående deformation er en uensartet forskydning. Det opstår under påvirkning af kræfter rettet parallelt eller modsat stangen, som har den ene ende fast. Oftest gennemgår forskellige dele og mekanismer, der bruges i strukturer og maskiner, komplekse deformationer. Men på grund af kombinationen af flere varianter af deformationer, er beregningen af deres egenskaber meget lettet.

Forresten, i processen med betydelig udvikling, har knoglerne fra fugle og dyr adopteret en rørformet version af strukturen. Denne ændring bidrog til den maksimale styrkelse af skelettet ved en bestemt kropsvægt.

langsgående deformation
langsgående deformation

Deformationer på eksemplet med den menneskelige krop

Den menneskelige krop er udsat for alvorlig mekanisk stress fra egen indsats og vægt, der fremstår som fysiskaktiviteter. Generelt er deformation (forskydning) karakteristisk for den menneskelige krop:

  • Kompression oplever rygsøjlen, føddernes integumenter, underekstremiteterne.
  • Ligamenter, øvre lemmer, muskler, sener strækkes.
  • Bøjning er karakteristisk for lemmerne, bækkenknoglerne, ryghvirvlerne.
  • Halsen gennemgår torsion under rotation, og hænderne oplever det under rotation.

Men hvis den maksimale stress overskrides, er en bristning mulig, for eksempel skulderknoglerne, låret. I ledbånd er vævene forbundet så elastisk, at de kan strækkes to gange. Forresten forklarer forskydningsdeformation alle farerne ved at flytte kvinder i høje hæle. Kroppens vægt vil blive overført til fingrene, hvilket vil fordoble belastningen på knoglerne.

Ifølge resultaterne af lægeundersøgelser udført i skoler er der kun ét ud af ti børn, der kan betragtes som rask. Hvordan er misdannelser relateret til børns sundhed? Klipning, vridning, sammentrækning er hovedårsagerne til dårlig kropsholdning hos børn og unge.

bøjning torsion forskydning
bøjning torsion forskydning

Styrke og deformation

På trods af mangfoldigheden i den levende og ikke-levende verden, skabelsen af adskillige materielle genstande af mennesket, har alle genstande og levende væsener en fælles ejendom - styrke. Det er sædvanligt at forstå et materiales evne til at holde i lang tid uden synlige skader. Der er styrken af strukturer, molekyler, strukturer. Denne egenskab er passende for blodkar, menneskelige knogler, murstensøjler, glas, vand. Forskydningsdeformation - en variant af kontrol af strukturen for styrke.

Menneskets brug af forskellige typer deformationer har dybe historiske rødder. Det hele startede med ønsket om at forbinde en pind og en skarp spids til hinanden for at jage gamle dyr. Allerede i disse fjerne tider var mennesket interesseret i deformation. Skift, kompression, strækning, bøjning hjalp ham med at skabe boliger, værktøj og lave mad. Med udviklingen af teknologien har menneskeheden formået at bruge forskellige typer deformationer, så de giver betydelige fordele.

Hooke's lov for shear strain formel
Hooke's lov for shear strain formel

Hookes lov

Matematiske beregninger påkrævet i konstruktion, teknik gjorde det muligt at anvende Hookes lov for forskydningsdeformation. Formlen viste en direkte sammenhæng mellem den kraft, der påføres kroppen og dens forlængelse (kompression). Hooke brugte en stivhedsfaktor til at vise forholdet mellem et materiale og dets evne til at deformere.

Med udviklingen og forbedringen af tekniske midler, apparater og instrumenter, udviklingen af modstandsteorien, blev der udført seriøse studier af plasticitet og elasticitet. Resultaterne af de udførte fundamentale eksperimenter begyndte at blive anvendt i konstruktionsteknologi, teorien om strukturer og teoretisk mekanik.

Takket være en integreret tilgang til problemerne forbundet med forskellige typer af deformation, var det muligt at udvikle byggebranchen, til at udføre forebyggelsen af korrekt kropsholdning i den yngre generation af landet.

Konklusion

Deformationer overvejet i løbet af skolens fysik,påvirke de processer, der foregår i den levende verden. Hos mennesker og dyr forekommer konstant vridning, bøjning, strækning og kompression. Og for at udføre rettidig og fuldstændig forebyggelse af problemer forbundet med kropsholdning eller overvægt, bruger læger de afhængigheder, som fysikere har identificeret under fundamental forskning.

For eksempel, før der udføres proteser af underekstremiteterne, udføres en detaljeret beregning af den maksimale belastning, som den skal beregnes for. Proteser vælges for hver person individuelt, da det er vigtigt at tage hensyn til sidstnævntes vægt, højde og mobilitet. For krænkelser af stilling anvendes specielle korrektionsbælter, baseret på brugen af forskydningsdeformation. Moderne rehabiliteringsmedicin kunne ikke eksistere uden brug af fysiske love og fænomener, herunder uden at tage hensyn til lovene for forskellige typer af deformationer.

Anbefalede: