Clasa a IX-a OM 6930/2025
3.2.2. Forța deformatoare. Legea lui Hooke. Forța elastică. Tensiunea mecanică
3. Principiile mecanicii newtoniene și aplicarea acestora
Când te urci pe un cântar de baie, arcul din interior se scurtează cu câțiva milimetri, iar acul indică masa ta. Când un alpinist atârnă de coardă, coarda se alungește puțin și îl ține. În ambele cazuri un corp este deformat de o forță și „răspunde” cu o forță proprie, îndreptată invers. Această lecție arată cât se deformează un corp pentru o forță dată și cât de mare este forța cu care el se opune deformării — un lucru pe care inginerii îl calculează înainte să construiască un pod sau un lift.
Forța deformatoare. Deformări elastice și plastice
Până acum am folosit modelul punctului material și am spus că forța schimbă viteza unui corp. Dar o forță poate avea și un alt efect: să schimbe forma sau dimensiunile corpului. Forța care produce acest efect se numește forță deformatoare.
Ca să deformezi un corp, ai nevoie de cel puțin două forțe (sau de o forță și un punct de sprijin). Când tragi de capetele unui elastic, îl întinzi; când apeși cu palma pe un burete sprijinit de masă, îl comprimi. Deformarea poate fi de întindere, de comprimare, de încovoiere sau de răsucire. În această lecție studiem cazul cel mai simplu: întinderea (sau comprimarea) unei bare, a unei sârme sau a unui resort, de-a lungul unei singure direcții.
Deformarea se numește elastică dacă, la înlăturarea forței deformatoare, corpul revine exact la forma și dimensiunile iniţiale. Se numește plastică dacă rămâne deformat. Un resort de oțel tras uşor se comportă elastic; același resort tras foarte tare rămâne alungit definitiv — a fost depășită limita de elasticitate. Toate formulele din această lecție sunt valabile numai în domeniul deformărilor elastice.
Atenție: deformarea nu este niciodată zero. Şi masa de lemn pe care scrii se încovoaie sub caiet, doar că atât de puțin încât nu se vede. Când în problemele de mecanică spunem „corp rigid” sau „fir inextensibil”, facem o aproximație utilă, nu o afirmație exactă.