Smyk, krútenie, ohybová deformácia je zmena objemu a tvaru telesa, keď naň pôsobí dodatočné zaťaženie. V tomto prípade sa vzdialenosti medzi molekulami alebo atómami menia, čo vedie k vzniku elastických síl. Zvážte hlavné typy deformácií a ich charakteristiky.
Stlačte a roztiahnite
Deformácia v ťahu súvisí s relatívnym alebo absolútnym predĺžením tela. Príkladom je homogénna tyč, ktorá je na jednom konci upevnená. Keď sila pôsobiaca v opačnom smere pôsobí pozdĺž osi, tyč sa natiahne.
Sila pôsobiaca na pevný koniec tyče vedie ku stlačeniu tela. V procese stláčania alebo naťahovania sa plocha prierezu tela mení.
Deformácia roztiahnutia je zmena stavu objektu sprevádzaná posunom jeho vrstiev. Tento pohľad je možné analyzovať na modeli pevného telesa pozostávajúceho z rovnobežných dosiek, ktoré sú vzájomne prepojené pružinami. Vplyvom horizontálnej sily sú dosky posunuté pod určitým uhlom, pričom objem tela sa nemení. V prípade elastických deformácií sa ukázal priamo úmerný vzťah medzi silou pôsobiacou na teleso a uhlom šmyku.závislosť.
Deformácia ohybu
Pozrime sa na príklady tohto typu deformácie. V prípade ohýbania je konvexná časť tela vystavená určitému napätiu a konkávny fragment je stlačený. Vo vnútri tela vystaveného tomuto typu deformácie sa nachádza vrstva, ktorá nie je vystavená tlaku ani ťahu. Bežne sa nazýva neutrálna oblasť deformovateľného telesa. V jeho blízkosti môžete zmenšiť plochu tela.
V strojárstve sa príklady tohto typu deformácie používajú na úsporu materiálov, ako aj na zníženie hmotnosti stavaných konštrukcií. Pevné nosníky a tyče sú nahradené rúrkami, koľajnicami, I-nosníky.
Torzná deformácia
Táto pozdĺžna deformácia je nerovnomerným šmykom. Vzniká pôsobením síl smerujúcich rovnobežne alebo protiľahlo k tyči, ktorá má jeden koniec pevný. Najčastejšie rôzne časti a mechanizmy používané v konštrukciách a strojoch podliehajú zložitým deformáciám. Ale vďaka kombinácii viacerých variantov deformácií je výpočet ich vlastností značne uľahčený.
Mimochodom, v procese významnej evolúcie kosti vtákov a zvierat prijali rúrkovú verziu štruktúry. Táto zmena prispela k maximálnemu spevneniu kostry pri určitej telesnej hmotnosti.
Deformácie na príklade ľudského tela
Ľudské telo je vystavené vážnemu mechanickému namáhaniu spôsobenému vlastným úsilím a hmotnosťou, ktoré sa javí ako fyzickéčinnosti. Vo všeobecnosti je pre ľudské telo charakteristická deformácia (posun):
- Stlačenie postihuje chrbticu, kožu chodidiel, dolné končatiny.
- Väzy, horné končatiny, svaly, šľachy sú natiahnuté.
- Ohýbanie je charakteristické pre končatiny, panvové kosti, stavce.
- Krk podlieha torzii počas otáčania a ruky to zažívajú počas otáčania.
Ak sa však prekročí maximálne namáhanie, môže dôjsť k pretrhnutiu napríklad kostí ramena, stehna. Vo väzivách sú tkanivá spojené tak elasticky, že sa dajú natiahnuť dvakrát. Mimochodom, šmyková deformácia vysvetľuje všetky nebezpečenstvá pohybu žien na vysokých podpätkoch. Hmotnosť tela sa prenesie na prsty, čím sa zdvojnásobí zaťaženie kostí.
Podľa výsledkov lekárskych prehliadok vykonaných v školách možno len jedno z desiatich detí považovať za zdravé. Ako deformácie súvisia so zdravím detí? Strihanie, krútenie, kontrakcie sú hlavnými príčinami zlého držania tela u detí a dospievajúcich.
Pevnosť a deformácia
Napriek rôznorodosti živého a neživého sveta, stvorenia množstva hmotných predmetov človekom, majú všetky predmety a živé bytosti spoločnú vlastnosť – silu. Je zvykom chápať schopnosť materiálu vydržať po dlhú dobu bez viditeľného poškodenia. Je tam sila štruktúr, molekúl, štruktúr. Táto vlastnosť je vhodná pre krvné cievy, ľudské kosti, tehlystĺpy, sklo, voda. Šmyková deformácia - variant kontroly pevnosti konštrukcie.
Používanie rôznych typov deformácií človekom má hlboké historické korene. Všetko to začalo túžbou spojiť palicu a ostrý hrot, aby sme mohli loviť staré zvieratá. Už v tých vzdialených časoch sa človek zaujímal o deformáciu. Posun, stláčanie, naťahovanie, ohýbanie mu pomáhalo vytvárať príbytky, nástroje a variť jedlo. S rozvojom technológií sa ľudstvu podarilo využiť rôzne druhy deformácií tak, že prinášajú značné výhody.
Hookeov zákon
Matematické výpočty potrebné v stavebníctve, inžinierstve, umožnili aplikovať Hookov zákon pre šmykovú deformáciu. Vzorec ukázal priamy vzťah medzi silou pôsobiacou na teleso a jeho predĺžením (stlačením). Hooke použil faktor tuhosti, aby ukázal vzťah medzi materiálom a jeho schopnosťou deformovať sa.
S vývojom a zdokonaľovaním technických prostriedkov, prístrojov a nástrojov, s rozvojom teórie odporu sa uskutočnili seriózne štúdie plasticity a elasticity. Výsledky uskutočnených základných experimentov sa začali aplikovať v stavebnej technológii, teórii štruktúr a teoretickej mechanike.
Vďaka integrovanému prístupu k problémom spojeným s rôznymi druhmi deformácií sa podarilo rozvinúť stavebný priemysel, vykonávať prevenciu správneho držania tela u mladšej generácie krajiny.
Záver
Deformácie zvažované v priebehu školskej fyziky,ovplyvňujú procesy prebiehajúce v živom svete. V ľudských a zvieracích organizmoch neustále dochádza k krúteniu, ohýbaniu, naťahovaniu a stláčaniu. A aby mohli včas a úplne predchádzať problémom spojeným s držaním tela alebo nadváhou, lekári využívajú závislosti, ktoré fyzici zistili počas základného výskumu.
Napríklad pred vykonaním protetiky dolných končatín sa vykoná podrobný výpočet maximálneho zaťaženia, pre ktoré by sa malo vypočítať. Protézy sa vyberajú pre každú osobu individuálne, pretože je dôležité vziať do úvahy hmotnosť, výšku a pohyblivosť druhej osoby. Pri porušení držania tela sa používajú špeciálne korekčné pásy založené na použití šmykovej deformácie. Moderná rehabilitačná medicína by nemohla existovať bez použitia fyzikálnych zákonov a javov, vrátane bez zohľadnenia zákonitostí rôznych typov deformácií.
