彈力

彈力

物體作用力
亦稱“彈性力”。物體受外力作用發生形變後,若撤去外力,物體能回複原來形狀的力,叫作“彈力”。它的方向跟使物體産生形變的外力的方向相反。因物體的形變有多種多樣,所以産生的彈力也有各種不同的形式。例如,一重物放在塑料闆上,被壓彎的塑料要恢複原狀,産生向上的彈力,這就是它對重物的支持力。将一物體挂在彈簧上,物體把彈簧拉長,被拉長的彈簧要恢複原狀,産生向上的彈力,這就是它對物體的拉力。不僅塑料、彈簧等能夠發生形變,任何物體都能夠發生形變,不發生形變的物體是不存在的。不過有的形變比較明顯,能直接見到;有的形變相當微小,必須用儀器才能覺察出來。
    中文名:彈力 英文名:elastic force 應用學科:物理學 符号:F 單位:N(牛頓)

詞語解釋

彈力tánlì

(1)elastic force:彈力

(2)life∶物質的彈跳性或彈性

弓的彈力

(3)stretch∶延伸的能力;彈性

彈力或粘性不受損失

彈力尼龍

彈力襪

(4)spring∶彈跳之力

詳細解釋

(1).彈射之力。

唐段成式《酉陽雜俎·詭習》:“張芬曾為韋南康 親随行軍,曲藝過人,力舉七尺碑,定雙輪水磑。常於 福感寺 趯鞠,高及半塔,彈弓力五鬥。”

(2).彈跳之力。

老舍《駱駝祥子》:“跑完一趟,他覺得身上輕了許多,腿又有了那種彈力,還想再跑。”

(3).物體發生形變時所産生的使物體恢複原狀的作用力。

胡也頻《到莫斯科去》:“在有彈力的、繡着金線的印度緞的沙發上,各人舒服地坐着、躺着。”

含義

物體在力的作用下發生的形狀或體積改變叫做形變。在外力停止作用後,能夠恢複原狀的形變叫做彈性形變。發生彈性形變的物體,會對跟它接觸且阻礙它恢複原來形狀的物體産生力的作用。這種力叫彈力。即,在彈性限度範圍之内,物體對使物體發生形變的施力物産生的力叫彈力。

日常生活中觀察到的相互作用,無論是推、拉、提、舉,還是牽引列車、鍛打工件、擊球、彎弓射箭等,都是在物體與

物體接觸時才會發生的,這種相互作用可稱為接觸力。接觸力按其性質可歸納為彈力和摩擦力,它們本質上都是由電磁力引起的。

彈力是接觸力,彈力隻能存在于物體的相互接觸處,但相互接觸的物體之間,并不一定有彈力的作用。因為彈力的産生不僅要接觸,還要有相互作用。

彈力産生在直接接觸而發生彈性形變的物體之間。通常所說的壓力、支持力、拉力都是彈力。彈力的方向總是與物體形變的方向相反。壓力或支持力的方向總是垂直于支持面而指向被壓或被支持的物體。

通常所說的拉力也是彈力。繩的拉力是繩對所拉物體的彈力,方向總是沿着繩而指向繩收縮的方向。

彈簧發生彈性形變時,彈力的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度成正比,即F=-kx(或△F=-k△x)。其中,k稱為彈簧的勁度系數(也作倔強系數或彈性系數),在數值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時的彈力。單位是牛頓每米,符号是N/m。k值與其材料的性質有關。彈簧軟硬之分,指的就是它們的勁度系數不同。而且不同的彈簧的勁度系數一般是不同的。上述表達式中的負号表示彈簧所産生的彈力與其伸長(或壓縮)的方向相反。這個規律是英國科學家胡克發現的,叫做胡克定律。

産生的條件

1.兩物體互相接觸

2.物體發生彈性形變(包括人眼不能觀察到的微小形變)

需要注意的是:任何物體隻要發生了彈性形變,就一定會對與它接觸的物體産生彈力。一旦超出彈性形變範圍,就會徹底失去彈力。(即是超過了彈性限度,塑性物體除外)

舉例:木塊A靠在牆壁上,若作用一個推力,在木塊A上,則木塊對牆壁有擠壓,發生形變,此時A與牆壁間有彈力作用。

方向

彈力的方向與物體形變方向相反,具體情況有以下幾種。

①輕繩的彈力方向沿繩指向繩收縮的方向。

②壓力、支持力的方向總跟接觸的面垂直,面與面接觸,點與面接觸,都是垂直于面;點與點的接觸要找兩接觸點的公切面,彈力垂直于這個公切面指向被支持物。

③二力杆件(即隻有杆的兩端受力,中間不受力(包括杆本身的重力也忽略不計),叫二力杆件),彈力必沿杆的方向。一般杆件,受力較為複雜,應根據具體條件分析。

④杆:彈力方向是任意的,有它所受外力和運動狀态決定。

彈力的大小跟形變的大小的關系。在彈性限度内,形變越大,彈力也越大;形變消失,彈力就随着消失。對于拉伸形變(或壓縮形變)來說,伸長(或縮短)的長度越大,産生的彈力就越大。對于彎曲形變來說,彎曲的越厲害,産生的彈力就越大。對于扭轉形變來說,扭轉的越厲害,産生的彈力就越大。

本質

彈力的本質是分子間的作用力。當物體被拉伸或壓縮時,分子間的距離便會發生變化,使分子間的相對位置拉開或靠攏,這樣,分子間的引力與斥力就不會平衡,出現相吸或相斥的傾向,而這些分子間的吸引或排斥的總效果,就是宏觀上觀察到的彈力。如果外力太大,分子間的距離被拉開得太多,分子就會滑進另一個穩定的位置,即使外力除去後,也不能再回到複原位,就會保留永久的變形。這便是彈力的本質。

區别

彈力是按照力的性質命名的。而壓力,支持力,拉力則是由力的效果命名的。這是兩個完全不同的概念。因此,彈力和壓力,支持力,拉力之間沒有明确的關系。彈力不一定是壓力,支持力,拉力。

例如,套在同一光滑豎直杆的兩個環形磁鐵,其相同的磁極相對,兩個磁鐵均處于靜止狀态。對上面的磁鐵進行受力分析,磁鐵受本身的豎直向下的重力作用和豎直向上的排斥力作用,二力為一對平衡力。此時,向上的排斥力便作為支持力。此支持力就不是彈力。另外,由牛頓第三定律得,大小等于向上的排斥力,方向向下的磁力也作用于下面的磁鐵上。此時,這個向下的磁力就是上面的磁鐵給它的向下的壓力。這個壓力也不是彈力。

又如,在兩根光滑平行直導軌間,分布有豎直方向且等距離分布的方向不同的勻強磁場,導軌上有一個寬度與磁場相同的金屬框。當磁場勻速運動時,線框就會受到安培力作用而運動起來。此時,安培力就是線框運動的合外力,也就是拉力。此拉力也不是彈力。

所以,不能籠統地說,彈力就是壓力,支持力,拉力。要具體情況具體分析。具題目意思來定。

形變

物體在受力時會發生形變,不受力時,又恢複到原來的形狀,物體的這種性質叫做彈性。

範性形變

物體受外力作用而使各點間相對位置的改變,當外力撤消後,物體不能恢複原狀謂之“塑性形變”。

物體在受到足夠大的外力作用時,會發生永久性的形狀改變,即在外力撤去之後其形狀的改變可保存下來,這種性能稱為範性.現在更多時候的稱作塑性。

塑性是一種在某種給定載荷下,材料産生永久變形的材料特性,對大多的工程材料來說,當其應力低于比例極限時,應力一應變關系是線性的。另外,大多數材料在其應力低于屈服點時,表現為彈性行為,也就是說,當移走載荷時,其應變也完全消失。塑性好壞可用伸長率δ和斷面收縮率ψ表示。

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