Deformacija smicanja, torzije, savijanja je promjena volumena i oblika tijela kada se na njega primijeni dodatno opterećenje. U tom slučaju se mijenjaju udaljenosti između molekula ili atoma, što dovodi do pojave elastičnih sila. Razmotrite glavne vrste deformacija i njihove karakteristike.
Stisni i rastegni
Vlačna deformacija je povezana sa relativnim ili apsolutnim izduženjem tijela. Primjer je homogena šipka, koja je pričvršćena na jednom kraju. Kada se sila koja djeluje u suprotnom smjeru primijeni duž ose, štap se rasteže.
Sila primijenjena prema fiksnom kraju štapa dovodi do kompresije tijela. U procesu kompresije ili istezanja, površina poprečnog presjeka tijela se mijenja.
Deformacija rastezanja je promjena u stanju objekta, praćena pomicanjem njegovih slojeva. Ovaj pogled se može analizirati na modelu čvrstog tijela koje se sastoji od paralelnih ploča, koje su međusobno povezane oprugama. Zbog horizontalne sile, ploče se pomjeraju pod nekim uglom, dok se volumen tijela ne mijenja. U slučaju elastičnih deformacija otkrivena je direktno proporcionalna veza između sile primijenjene na tijelo i posmičnog kuta.ovisnost.
Deformacija savijanja
Razmotrimo primjere ove vrste deformacije. U slučaju savijanja, konveksni dio tijela je podvrgnut određenoj napetosti, a konkavni fragment je sabijen. Unutar tijela podvrgnutog ovoj vrsti deformacije nalazi se sloj koji ne doživljava ni kompresiju ni napetost. Obično se naziva neutralna regija deformabilnog tijela. Blizu nje možete smanjiti površinu tijela.
U inženjerstvu se primjeri ove vrste deformacija koriste za uštedu materijala, kao i za smanjenje težine konstrukcija koje se grade. Pune grede i šipke zamjenjuju se cijevima, šinama, I-gredama.
Torzijska deformacija
Ova uzdužna deformacija je neujednačeno smicanje. Nastaje pod djelovanjem sila usmjerenih paralelno ili suprotno od štapa, koji ima jedan kraj fiksiran. Najčešće, različiti dijelovi i mehanizmi koji se koriste u konstrukcijama i strojevima podliježu složenim deformacijama. Ali zbog kombinacije nekoliko varijanti deformacija, proračun njihovih svojstava je znatno olakšan.
Usput, u procesu značajne evolucije, kosti ptica i životinja su usvojile cevastu verziju strukture. Ova promjena je doprinijela maksimalnom jačanju skeleta pri određenoj tjelesnoj težini.
Deformacije na primjeru ljudskog tijela
Ljudsko tijelo je podvrgnuto ozbiljnom mehaničkom stresu zbog vlastitih napora i težine, koji se pojavljuju kao fizičkiaktivnosti. Općenito, deformacija (pomak) je karakteristična za ljudsko tijelo:
- Kompresija doživljava kičmu, integumente stopala, donje udove.
- Ligamenti, gornji udovi, mišići, tetive su istegnuti.
- Savijanje je karakteristično za udove, zdjelične kosti, pršljenove.
- Vrat je podvrgnut torziji tokom rotacije, a ruke to doživljavaju tokom rotacije.
Ali ako se prekorači maksimalni stres, moguća je ruptura, na primjer, kosti ramena, butine. U ligamentima su tkiva tako elastično povezana da se mogu dvaput istegnuti. Inače, posmična deformacija objašnjava sve opasnosti kretanja žena na visokim potpeticama. Težina tijela će se prenijeti na prste, što će udvostručiti opterećenje na kostima.
Prema rezultatima ljekarskih pregleda obavljenih u školama, od desetero djece samo se jedno može smatrati zdravim. Kako su deformiteti povezani sa zdravljem djece? Šišanje, uvijanje, kontrakcija glavni su uzroci lošeg držanja kod djece i adolescenata.
Snaga i deformacija
Uprkos raznolikosti živog i neživog svijeta, stvaranju brojnih materijalnih predmeta od strane čovjeka, svi predmeti i živa bića imaju zajedničko svojstvo - snagu. Uobičajeno je razumjeti sposobnost materijala da opstane dugo vremena bez vidljivih oštećenja. Postoji snaga struktura, molekula, struktura. Ova karakteristika je prikladna za krvne sudove, ljudske kosti, ciglustubovi, staklo, voda. Posmična deformacija - varijanta provjere čvrstoće konstrukcije.
Upotreba različitih vrsta deformacija od strane čovjeka ima duboke istorijske korijene. Sve je počelo sa željom da se štap i oštar vrh međusobno povežu kako bi se lovile drevne životinje. Već u tim dalekim vremenima čovjeka je zanimala deformacija. Pomicanje, kompresija, istezanje, savijanje pomogli su mu da stvori nastambe, alate i kuha hranu. Sa razvojem tehnologije, čovječanstvo je uspjelo koristiti razne vrste deformacija tako da one donose značajne koristi.
Hookeov zakon
Matematički proračuni potrebni u građevinarstvu, inženjeringu, omogućili su primjenu Hookeovog zakona za posmičnu deformaciju. Formula je pokazala direktnu vezu između sile primijenjene na tijelo i njegovog izduženja (kompresije). Hooke je koristio faktor krutosti da pokaže odnos između materijala i njegove sposobnosti deformacije.
Razvojem i usavršavanjem tehničkih sredstava, aparata i instrumenata, razvojem teorije otpora, vršena su ozbiljna istraživanja plastičnosti i elastičnosti. Rezultati izvedenih fundamentalnih eksperimenata počeli su da se primenjuju u građevinskoj tehnologiji, teoriji konstrukcija i teorijskoj mehanici.
Zahvaljujući integrisanom pristupu problemima vezanim za različite vrste deformacija, bilo je moguće razviti građevinsku industriju, sprovesti prevenciju pravilnog držanja kod mlađe generacije u zemlji.
Zaključak
Deformacije koje se razmatraju u toku školske fizike,utiču na procese koji se dešavaju u živom svetu. U ljudskim i životinjskim organizmima stalno se dešavaju torzija, savijanje, istezanje i kompresija. A kako bi izvršili pravovremenu i potpunu prevenciju problema povezanih sa držanjem ili prekomjernom težinom, doktori koriste zavisnosti koje su utvrdili fizičari tokom fundamentalnih istraživanja.
Na primjer, prije izvođenja protetike donjih ekstremiteta, izvrši se detaljan proračun maksimalnog opterećenja za koje treba izračunati. Proteze se biraju za svaku osobu pojedinačno, jer je važno uzeti u obzir težinu, visinu i pokretljivost potonje. Za kršenje držanja koriste se posebni pojasevi za korekciju, koji se temelje na korištenju posmične deformacije. Moderna rehabilitaciona medicina ne bi mogla postojati bez upotrebe fizikalnih zakona i fenomena, uključujući i bez uzimanja u obzir zakona raznih vrsta deformacija.
