Die potentielle Energie elastischer Verformungen ist eine physikalische Größe, die gleich dem halben Produkt aus dem Quadrat der Verformung des Körpers und seiner Steifigkeit ist. Betrachten wir einige theoretische Probleme im Zusammenhang mit diesem Wert.
Funktionen
Die potentielle Energie elastischer Verformungen hängt von der Lage der Teile des analysierten Körpers ab. Beispielsweise wurde ein Zusammenhang zwischen der Windungszahl von Federn und der Energie eines elastischen Körpers gefunden.
Die potentielle Energie elastischer Verformungen wird durch die Anfangs- und Endposition der Feder, also ihre Verformung, bestimmt. Zunächst wird die Arbeit berechnet, die die gedehnte Feder im Moment der Rückkehr in ihre ursprüngliche Form verrichtet. Danach wird die potentielle Energie der elastischen Verformung der Feder berechnet.
Berechnungen
Sie ist gleich der Arbeit, die die elastische Kraft beim Übergang des elastischen Körpers in einen Zustand verrichtet, in dem der Verformungsbetrag null ist.
Wenn verschiedene Federn mit der gleichen Kraft gedehnt werden, erh alten sie unterschiedliche Mengen an potentieller Energie. Ein umgekehrt proportionalesdie Beziehung zwischen der Steifigkeit der Feder und der Größe der potentiellen Energie. Je steifer die Feder genommen wird, desto kleiner wird der Wert Er.
Die potentielle Energie bei der elastischen Verformung von Körpern hängt also mit dem Elastizitätskoeffizienten zusammen. Die Arbeit der elastischen Kraft ist der Wert, den die Kraft während der Änderung des Verformungsbetrags der Feder vom anfänglichen (Anfangs-) Wert X1 bis zur Endposition X2 leistet.
Die Differenz zwischen diesen Werten nennt man Verformung der Feder. Die potentielle Energie elastischer Verformungen wird genau unter Berücksichtigung dieses Indikators bestimmt.
Der Federsteifigkeitskoeffizient hängt von der Qualität des Materials ab, aus dem das Arbeitsmedium besteht. Darüber hinaus wird sie von den geometrischen Abmessungen und der Form des analysierten Objekts beeinflusst. Diese physikalische Größe wird mit dem Buchstaben k bezeichnet, die Maßeinheit ist N/m.
Die Abhängigkeit der elastischen Kraft vom Abstand zwischen den zusammenwirkenden Abschnitten des betrachteten elastischen Körpers wurde aufgezeigt.
Die Arbeit der elastischen Kraft steht in keinem Zusammenhang mit der Form der Flugbahn. Bei Bewegung in einer geschlossenen Schleife ist ihr Gesamtwert Null. Aus diesem Grund werden die elastischen Kräfte als potentiell betrachtet und unter Berücksichtigung des Steifigkeitskoeffizienten der Feder und der Größe der Verformung der Feder berechnet.
Schlussfolgerung
Unabhängig vom Aussehen verformt sich jede moderne Struktur bis zu einem gewissen Grad, dh sie ändert ihre ursprünglichen Abmessungen unter der Einwirkung äußerer Belastungen, die auf den Körper einwirken. Um die Stabilität und Steifigkeit einer solchen Struktur zu überprüfen, ist es wichtig, diejenigen Bewegungen zu bestimmen, die durch die Verformung ihrer einzelnen Elemente verursacht werden. Ein wichtiger Punkt ist die Bestimmung der Verschiebungen des betrachteten Systems. Ähnliche Berechnungen werden bei der Berechnung der Festigkeit von Gebäuden und Bauwerken durchgeführt. Die Durchführung verschiedener Berechnungen zur Bestimmung der Arbeit potenzieller Kräfte ist ein obligatorischer Schritt bei der Erstellung von Zeichnungen zukünftiger Strukturen in allen Bereichen der Industrie.
