FISIKA

Ingurune deformagarriak: presioaren nozioa

Gorputzen gaineko indarren eraginak, gorputz horietan bi efektu nagusi sortzen ditu: aldaketak euren atseden-egoeran edo euren mugimendu-egoeran. Aldaketa horiek zinematikaren eta deformazioen aztergaia dira. Gorputzek izandako deformazioak ulertu ahal izateko presioaren kontzeptu fisikoa sortu da.

Ingurune deformagarriak eta deformaezinak

Indarren eragina sortzen denean, gorputz guztiek deformazioren bat izaten dute, nahiz eta batzuetan, begien bidez ez ikusi. Hala ere, ondorio praktikoetarako, fisikak dio gorputz batzuk deformaezinak direla, euren puntuen arteko distantzia erlatiboak beti finkoak mantentzen direlako.

Bestalde, gorputz deformagarrien barruan bi multzo nagusi daude:

  • Gorputz elastikoak: euren jatorrizko itxura berreskuratzen dute, deformatu gabe, alegia, beraiengan eragiten ari zen indarra desagertzen denean.
  • Gorputz ez elastikoak: aplikatutako indarrak betirako diren deformazioak sortzen ditu.

Gorputz elastikoetan, sortutako deformazioak zuzenki proportzionalak dira aplikatutako indarren magnitudearekiko.

Hooke-ren Legea

Gorputz elastikoen portaerak fisikaren interesa pizten du beti. Hooke-ren legea izenekoaren arabera, gorputz elastiko batean sortutako deformazioak, hauek sortzen dituzten indarrekiko zuzenki proportzionalak dira. Hau da:

Horren arabera, F aplikatutako indarra da, Dx deformazioaren balioa eta k' proportzionaltasunaren konstante bat.

k = 1 / k' moduan adierazitako konstante horren alderantzizkoa konstante elastikoa deitzen da, eta gorputz bakoitzaren bereizgarria da. Printzipio horren arabera, gorputz elastiko batean aplikatutako indar desberdinei dagokionez, indarrekiko proportzionalak diren deformazio desberdinak sortzen dira:

Hooke-ren legea ingurune esperimentalen bidez ondorioztatu zen.

Dinamometro baten portaeraren grafikoa. Bertan, elastikotasun-konstantea 1 N / cm da.

Indar baten elementuak

Gorputzetan aplikatu eta bertan deformazioak sortzen dituzten indarrak magnitude bektorialak dira, eta lau ezaugarri nagusi dituzte:

  • Modulu bat edo intentsitatea, bektorearen luzerak adierazita.
  • Norabide bat edo indarraren jarduera-linea.
  • Emandako norabidearen barruan, noranzko bat, gezi baten bidez adierazita.
  • Aplikazio-puntu bat (indar-bektorearen jatorria).

Bektore baten elementuak (adibidez, indar bat).

Presioa

Gorputz batek izaten duen deformazio-maila indarraren magnitudearen eta indar horren gainean aplikatutako azalera-hedapeanaren araberakoa da. Horri dagokionez, presioaren definizioa honako hau da: F indarraren modulua eta indarra eragiten den S azalera perpendikularraren arteko zatidurak ematen duen magnitudea.

Presioa magnitude eskalarra da eta zenbaki baten bidez adierazten da.

Eragindako indar bati dagokionez, presioa handiagoa izango da, aplikatzen den azalera txikiagoa den heinean, eta alderantziz. Printzipio hori egunero erabiltzen ditugun hainbat mekanismo eta dispositibotan aplikatzen da, besteak beste:

  • Horratzek eta labanek punta edo ahoa dute (oso azalera txikikoa), ahalik eta presio gehiena lortzeko indar moderatu bat eginez.
  • Trenbidearen trabesek eta eskiek azal euslea handitzeko balio dute, eta horiei esker, eskiatzailea ez da elurrean lurperatzen eta trena ez da lur kontran zapaltzen.

Marruskadura-indarrak

Gorputzengan eragiten duten indar berezi batzuk marruskadura-indarrak dira. Hauei esker, gorputzak ez dira desplazatzen eta indar horien definizio zehatza honakoa izango litzateke: gorputz horien partikulek haien ingurunearekin (adibidez, airea eta lurra) marruskatzen dutenean sortzen diren indarrak. Gorputz bat azalera inklinatu batean irristatzeari dagokionez:

  • Marruskadura-indarrak ez dira aldatzen ez gorputzaren indarrekin mugimenduan dagoenean, ez harremanean dagoen azaleraren hedadurarekin.
  • Indar horien modulua zuzenki proportzionala da lurra eta harremanean dagoen azalera artean eragiten ari den indar arruntaren balioarekiko. Proportzionaltasun-konstantea marruskadura-zatidura deitzen da, m bidez adierazten da eta ez du dimentsiorik:

  • N indar normala izanik.

Solido zurruna

Deformaezintzat jotzen den gorputz orok solido zurruna izena hartzen du. Sistema ideala denez, eta haien arteko puntuen distantzia erlatiboak bere horretan mantentzen direnez, solido zurruna eredu gisa erabil daiteke, translazio eta errotazio mugimenduei buruzko hainbat azterketa teoriko egiteko.

 

Dinamometroa

Dinamometroa malguki bat da, eskala gradual baten luzeka deformatzerakoan tenkatzen dena. Oso elastikoa denez, Hooke-ren legearekin bat dator. Lege horren bidez, aplikatutako indarren magnitudea zehaztu daiteke, malgukiaren deformazioaren balio-eskalaren arabera neurtuz.

 

Presio-unitateak

Robert Hooke-ren mikroskopioa.

Presio-unitatea, Nazioarteko Sisteman, pascala da (Pa ikurra). Pascala kalkulatzeko, newton bat (N) zati metro karratua egin behar da, hau da: 1 Pa = 1 N/m 2 . Horretaz gain, askotan beren multiploa erabiltzen da, kilopascala, alegia (kPa ikurra).

Hona hemen sarritan erabiltzen diren beste presio-unitate batzuk: milibarra (=100 Pa); barra multiploa, barra (=1.000 milibarra); eta atmosfera (1 atm = =101.292 Pa " 105 Pa).

Robert Hooke (1635-1703), Robert Boyle-rekin batera aire-bonba egin zuen presioa aztertzeko. Zientziari egindako ekarpen nagusienetariko bat elastikotasunari buruzko lege enpirikoa izan zen.