Le cisaillement, la torsion et la déformation en flexion sont une modification du volume et de la forme d'un corps lorsqu'une charge supplémentaire lui est appliquée. Dans ce cas, les distances entre molécules ou atomes changent, entraînant l'apparition de forces élastiques. Considérez les principaux types de déformations et leurs caractéristiques.
Serrez et étirez
La déformation en traction est liée à l'allongement relatif ou absolu du corps. Un exemple est une tige homogène, qui est fixée à une extrémité. Lorsqu'une force agissant dans la direction opposée est appliquée le long de l'axe, la tige est étirée.
La force appliquée vers l'extrémité fixe de la tige entraîne une compression du corps. Au cours du processus de compression ou d'étirement, la section transversale du corps change.
La déformation par étirement est un changement d'état d'un objet, accompagné d'un déplacement de ses couches. Cette vue peut être analysée sur un modèle de corps solide composé de plaques parallèles, reliées entre elles par des ressorts. En raison de la force horizontale, les plaques sont décalées selon un certain angle, tandis que le volume du corps ne change pas. Dans le cas des déformations élastiques, une relation directement proportionnelle entre la force appliquée au corps et l'angle de cisaillement a été révélée.dépendance.
Déformation de courbure
Considérons des exemples de ce type de déformation. En cas de flexion, la partie convexe du corps est soumise à une certaine tension et le fragment concave est comprimé. A l'intérieur du corps soumis à ce type de déformation, il existe une couche qui ne subit ni compression ni tension. Elle est communément appelée région neutre du corps déformable. Près de lui, vous pouvez réduire la surface du corps.
En ingénierie, des exemples de ce type de déformation sont utilisés pour économiser des matériaux, ainsi que pour réduire le poids des structures en cours de construction. Les poutres et les tiges solides sont remplacées par des tuyaux, des rails, des poutres en I.
Déformation en torsion
Cette déformation longitudinale est un cisaillement non uniforme. Il se pose sous l'action de forces dirigées parallèlement ou à l'opposé de la tige, qui a une extrémité fixe. Le plus souvent, diverses pièces et mécanismes utilisés dans les structures et les machines subissent des déformations complexes. Mais du fait de la combinaison de plusieurs variantes de déformations, le calcul de leurs propriétés est grandement facilité.
Au fait, en cours d'évolution significative, les os d'oiseaux et d'animaux ont adopté une version tubulaire de la structure. Ce changement a contribué au renforcement maximal du squelette à un certain poids corporel.
Déformations sur l'exemple du corps humain
Le corps humain est soumis à de graves contraintes mécaniques dues à ses propres efforts et à son poids, qui apparaissent comme desActivités. En général, la déformation (décalage) est caractéristique du corps humain:
- La compression éprouve la colonne vertébrale, les téguments des pieds, les membres inférieurs.
- Ligaments, membres supérieurs, muscles, tendons sont étirés.
- La flexion est caractéristique des membres, des os du bassin, des vertèbres.
- Le cou subit une torsion pendant la rotation, et les mains en souffrent pendant la rotation.
Mais si la contrainte maximale est dépassée, une rupture est possible, par exemple, les os de l'épaule, de la cuisse. Dans les ligaments, les tissus sont reliés si élastiquement qu'ils peuvent être étirés deux fois. Soit dit en passant, la déformation par cisaillement explique tous les dangers liés au déplacement des femmes en talons hauts. Le poids du corps sera transféré aux doigts, ce qui doublera la charge sur les os.
Selon les résultats des examens médicaux effectués dans les écoles, sur dix enfants, un seul peut être considéré comme en bonne santé. Comment les difformités sont-elles liées à la santé des enfants? Cisaillement, torsion, contraction sont les principales causes de mauvaise posture chez les enfants et les adolescents.
Résistance et déformation
Malgré la diversité du monde vivant et non vivant, la création de nombreux objets matériels par l'homme, tous les objets et êtres vivants ont une propriété commune - la force. Il est d'usage de comprendre la capacité d'un matériau à persister pendant une longue période sans dommage visible. Il y a la force des structures, des molécules, des structures. Cette caractéristique est appropriée pour les vaisseaux sanguins, les os humains, la briquecolonnes, verre, eau. Déformation par cisaillement - une variante de la vérification de la résistance de la structure.
L'utilisation de différents types de déformations par l'homme a de profondes racines historiques. Tout a commencé avec le désir de relier un bâton et une pointe acérée afin de chasser des animaux anciens. Déjà en ces temps lointains, l'homme s'intéressait à la déformation. Le décalage, la compression, l'étirement, la flexion l'ont aidé à créer des habitations, des outils et à cuisiner. Avec le développement de la technologie, l'humanité a réussi à utiliser différents types de déformations afin qu'elles apportent des avantages significatifs.
Loi de Hooke
Les calculs mathématiques requis dans la construction, l'ingénierie, ont permis d'appliquer la loi de Hooke pour la déformation par cisaillement. La formule a montré une relation directe entre la force appliquée au corps et son allongement (compression). Hooke a utilisé un facteur de rigidité pour montrer la relation entre un matériau et sa capacité à se déformer.
Avec le développement et l'amélioration des moyens techniques, des appareils et des instruments, le développement de la théorie de la résistance, des études sérieuses de plasticité et d'élasticité ont été menées. Les résultats des expériences fondamentales menées ont commencé à être appliqués dans la technologie de la construction, la théorie des structures et la mécanique théorique.
Grâce à une approche intégrée des problèmes associés aux différents types de déformation, il a été possible de développer l'industrie de la construction, de mener à bien la prévention d'une posture correcte chez la jeune génération du pays.
Conclusion
Déformations considérées dans le cours de physique scolaire,influencent les processus qui se déroulent dans le monde vivant. Dans les organismes humains et animaux, la torsion, la flexion, l'étirement et la compression se produisent constamment. Et pour mener à bien une prévention complète et opportune des problèmes liés à la posture ou au surpoids, les médecins utilisent les dépendances identifiées par les physiciens lors de recherches fondamentales.
Par exemple, avant de réaliser des prothèses des membres inférieurs, un calcul détaillé de la charge maximale pour laquelle il doit être calculé est effectué. Les prothèses sont sélectionnées pour chaque personne individuellement, car il est important de prendre en compte le poids, la taille et la mobilité de cette dernière. Pour les violations de la posture, des ceintures de correction spéciales sont utilisées, basées sur l'utilisation de la déformation par cisaillement. La médecine de réadaptation moderne ne pourrait exister sans l'utilisation de lois et de phénomènes physiques, y compris sans tenir compte des lois de divers types de déformations.
