Bīdes, vērpes, lieces deformācija ir ķermeņa tilpuma un formas izmaiņas, kad tam tiek pielietota papildu slodze. Šajā gadījumā attālumi starp molekulām vai atomiem mainās, izraisot elastības spēku parādīšanos. Apsveriet galvenos deformāciju veidus un to īpašības.
Saspiediet un izstiepiet
Stiepes deformācija ir saistīta ar ķermeņa relatīvo vai absolūto pagarinājumu. Piemērs ir viendabīgs stienis, kas ir fiksēts vienā galā. Ja gar asi tiek pielikts spēks, kas darbojas pretējā virzienā, stienis tiek izstiepts.
Spēks, kas tiek pielikts pret stieņa fiksēto galu, izraisa ķermeņa saspiešanu. Saspiešanas vai stiepšanās procesā mainās ķermeņa šķērsgriezuma laukums.
Stiepjas deformācija ir objekta stāvokļa maiņa, ko pavada tā slāņu pārvietošanās. Šo skatu var analizēt uz cieta ķermeņa modeļa, kas sastāv no paralēlām plāksnēm, kuras ir savstarpēji savienotas ar atsperēm. Horizontālā spēka dēļ plāksnes tiek nobīdītas kādā leņķī, savukārt korpusa tilpums nemainās. Elastīgo deformāciju gadījumā atklājās tieši proporcionāla sakarība starp ķermenim pielikto spēku un bīdes leņķi.atkarība.
Liekuma deformācija
Apskatīsim šāda veida deformācijas piemērus. Liekšanas gadījumā ķermeņa izliektā daļa tiek pakļauta zināmai spriedzei, un ieliektais fragments tiek saspiests. Šāda veida deformācijām pakļautā ķermeņa iekšpusē ir slānis, kas nepiedzīvo ne saspiešanu, ne spriedzi. To parasti sauc par deformējamā ķermeņa neitrālu reģionu. Tās tuvumā varat samazināt ķermeņa laukumu.
Inženierzinātnēs šāda veida deformācijas piemērus izmanto materiālu taupīšanai, kā arī būvējamo konstrukciju svara samazināšanai. Cietās sijas un stieņi tiek aizstāti ar caurulēm, sliedēm, I-sijām.
Vērpes deformācija
Šī gareniskā deformācija ir nevienmērīga bīde. Tas rodas spēku iedarbībā, kas vērsti paralēli vai pretēji stienim, kura viens gals ir fiksēts. Visbiežāk dažādas konstrukcijās un iekārtās izmantotās detaļas un mehānismi piedzīvo sarežģītas deformācijas. Bet vairāku deformāciju variantu kombinācijas dēļ to īpašību aprēķināšana ir ievērojami atvieglota.
Starp citu, ievērojamas evolūcijas procesā putnu un dzīvnieku kauli ir pieņēmuši struktūras cauruļveida versiju. Šīs izmaiņas veicināja skeleta maksimālu nostiprināšanos pie noteikta ķermeņa svara.
Deformācijas pēc cilvēka ķermeņa piemēra
Cilvēka ķermenis ir pakļauts nopietnai mehāniskai slodzei, ko rada paša pūles un svars, kas parādās kā fiziskaaktivitātes. Kopumā deformācija (nobīde) ir raksturīga cilvēka ķermenim:
- Saspiešana ietekmē mugurkaulu, pēdu ādu, apakšējās ekstremitātes.
- Izstieptas saites, augšējās ekstremitātes, muskuļi, cīpslas.
- Saliekšanās ir raksturīga ekstremitātēm, iegurņa kauliem, skriemeļiem.
- Rotācijas laikā kakls tiek vērpes, un rokas to izjūt griešanās laikā.
Bet, ja tiek pārsniegts maksimālais stress, iespējams plīsums, piemēram, pleca, augšstilba kauli. Saitēs audi ir savienoti tik elastīgi, ka tos var izstiept divas reizes. Starp citu, bīdes deformācija izskaidro visas briesmas, kas saistītas ar sieviešu pārvietošanos augstpapēžu kurpēs. Ķermeņa svars tiks pārnests uz pirkstiem, kas dubultos slodzi uz kauliem.
Pēc skolās veikto medicīnisko pārbaužu rezultātiem no desmit bērniem veselu var uzskatīt tikai vienu. Kā deformācijas ir saistītas ar bērnu veselību? Bērnu un pusaudžu sliktas stājas galvenie cēloņi ir griešana, griešanās un kontrakcijas.
Stiprība un deformācija
Neskatoties uz dzīvās un nedzīvās pasaules daudzveidību, daudzu materiālo objektu radīšanu, ko radījis cilvēks, visiem priekšmetiem un dzīvajām būtnēm ir kopīgs īpašums - spēks. Ir pieņemts saprast materiāla spēju ilgstoši pastāvēt bez redzamiem bojājumiem. Ir struktūru, molekulu, struktūru spēks. Šis raksturlielums ir piemērots asinsvadiem, cilvēka kauliem, ķieģeļiemkolonnas, stikls, ūdens. Bīdes deformācija - konstrukcijas stiprības pārbaudes variants.
Dažādu veidu deformāciju izmantošanai, ko veic cilvēks, ir dziļas vēsturiskas saknes. Viss sākās ar vēlmi savienot viens ar otru nūju un asu galu, lai varētu nomedīt senos dzīvniekus. Jau tajos tālajos laikos cilvēku interesēja deformācija. Pārbīde, saspiešana, stiepšanās, locīšana palīdzēja viņam izveidot mājokļus, darbarīkus un gatavot ēdienu. Attīstoties tehnoloģijām, cilvēcei ir izdevies izmantot dažāda veida deformācijas, lai tās nestu ievērojamu labumu.
Hūka likums
Būvniecībā, inženierzinātnēs nepieciešamie matemātiskie aprēķini ļāva piemērot Huka likumu bīdes deformācijai. Formula parādīja tiešu saistību starp ķermenim pielikto spēku un tā pagarinājumu (saspiešanu). Huks izmantoja stinguma koeficientu, lai parādītu saistību starp materiālu un tā spēju deformēties.
Attīstoties un pilnveidojoties tehniskajiem līdzekļiem, aparātiem un instrumentiem, attīstoties pretestības teorijai, tika veikti nopietni plastiskuma un elastības pētījumi. Veikto fundamentālo eksperimentu rezultātus sāka pielietot būvniecības tehnoloģijā, konstrukciju teorijā un teorētiskajā mehānikā.
Pateicoties integrētai pieejai ar dažāda veida deformācijām saistītajām problēmām, bija iespējams attīstīt būvniecības nozari, veikt pareizas stājas novēršanu valsts jaunākajā paaudzē.
Secinājums
Skolas fizikas kursā aplūkotās deformācijas,ietekmēt procesus, kas notiek dzīvajā pasaulē. Cilvēku un dzīvnieku organismos pastāvīgi notiek vērpes, lieces, stiepšanās un saspiešana. Un, lai savlaicīgi un pilnībā novērstu problēmas, kas saistītas ar stāju vai lieko svaru, ārsti izmanto fiziķu fundamentālo pētījumu laikā konstatētās atkarības.
Piemēram, pirms apakšējo ekstremitāšu protezēšanas tiek veikts detalizēts maksimālās slodzes aprēķins, kuram tā būtu jāaprēķina. Protēzes tiek piemeklētas katram cilvēkam individuāli, jo ir svarīgi ņemt vērā pēdējās svaru, augumu un mobilitāti. Stājas pārkāpumiem tiek izmantotas īpašas korekcijas jostas, kuru pamatā ir bīdes deformācijas izmantošana. Mūsdienu rehabilitācijas medicīna nevarētu pastāvēt bez fizikālo likumu un parādību izmantošanas, tostarp neņemot vērā dažāda veida deformāciju likumus.
