1. Пружина үчүн Гуктун закону
Эгерде пружинаны оңго тартса, пружинанын созулуп, узундугу чоңоёт (1-сүрөт). Эгерде тартуу күчү чоң болбосо, пружинанын узундугунун көбөйүшү (Δx) тартуу күчүнүн чоңдугуна (F) пропорционалдуу экени аныкталды. Башкача айтканда, тартуу күчү канчалык чоң болсо, пружинанын узундугу ошончолук чоң болот. Тартуу күчүнүн чоңдугун (F) жана пружинанын узундугунун көбөйүшүн (Δx) салыштыруу туруктуу.
Пружина оңго тартылат, ошондуктан анын узундугу Δxке көбөйөт. Пружина узундугунун көбөйүшү тартуу күчүнө пропорционалдуу.
Күч (F) менен пружинанын узундугунун көбөйүшүнүн (Δx) ортосундагы байланышты график менен көрсөтүңүз, мында F Δxке пропорционалдуу. F менен Δxти салыштыруу туруктуу.
Күчтүн (F) пружинанын узундугунун көбөйүшүнө болгон катышы (Δx) ошол эле графиктин жантайыңкылыгы менен көрсөтүлгөн (2-сүрөт).
F / Δ x = k
F = kΔ x
k - пружинанын туруктуусу же пружинанын ийкемдүүлүгүнүн коэффициенти. Бул байланышты биринчи жолу Роберт Гук (1635 – 1703) 1678-жылы байкаган, ошондуктан ал Гуктун мыйзамы катары белгилүү болгон.
Эгерде пружинага колдонулган күч пружинанын ийкемдүүлүк чегинен ашып кетсе, күч алынып салынгандан кийин пружинанын узундугу баштапкы узундугуна кайтып келбейт. Гуктун мыйзамы ийкемдүүлүк чегине гана тиешелүү. Пружинанын ийкемдүүлүк чеги - бул пружинанын формасы биротоло өзгөргөнгө чейин пружинага бериле турган максималдуу күч жана пружинанын узундугу баштапкы узундугуна кайтып келе албайт. Эгерде күч көбөйө берсе, пружинанын бузулушу.
2. Пружинасыздык үчүн Гуктун закону
Гуктун закону бардык катуу нерселерге да тиешелүү. Эгерде катуу нерсеге тышкы күч берилсе, анда нерсе формасынын өзгөрүшүнө дуушар болот. Биз бул катуу нерселердин формасынын өзгөрүшүн чыңалуу жана деформация түшүнүгүн колдонуп талкуулайбыз. Чыңалуу нерсенин формасынын өзгөрүшүнө алып келген күчтөрдүн күчүн билдирет. Чыңалуу чыңалуудан улам нерселердин формасынын өзгөрүшүн билдирет. Минималдуу чыңалуу жана деформация үчүн чыңалуу деформацияга пропорционалдуу экени аныкталды. Чыңалуу менен деформациянын катышы туруктуу, мында бул салыштырмалуу туруктуу ийкемдүүлүк модулу деп аталат.
Чыңалуу / Деформация = серпилгичтик модулу
Бул байланыш Гуктун мыйзамы деп да аталат, мында чыңалуу деформацияга пропорционалдуу жана чыңалуу менен деформациянын ортосундагы катыш туруктуу болот. Эгерде объектке таасир этүүчү күч объектилердин ийкемдүүлүгүнөн ашып кетсе, Гуктун мыйзамы колдонулбайт. Гуктун мыйзамы объектинин ийкемдүүлүгүнүн чегине гана тиешелүү.
Серпилгичтик модулунун үч түрү бар: Янг модулу, жылышуу модулу жана көлөмдүк модулу.
2.1 Янгдын модулу
Кабелдин, зымдын же аркандын эки учу тең бирдей чоңдукта жана карама-каршы багытта күч менен тартылганда, кабель, зым же аркан тартылуу абалында болот. Күнүмдүк жашоодо буга байланыштуу мисалдарга аскага чыгуучуларды кармаган аркан, кемелердеги жүктөө жана түшүрүү системаларындагы лифттерди, зымдарды же жүк ташуучу линияларды же контейнерлерди кармаган зым ж.б. кирет. Тартылуу кабелдери, зымдары же аркандары тартылуу басымынан улам тартылуу чыңалуусуна дуушар болот. Тартылуу басымын тартылуу күчүнүн (F) объектинин кесилиш аянтына (A) катышы катары аныктайбыз. Ал эми тартылуу чыңалуу узундуктун көбөйүшүнүн (Δl) объектинин баштапкы узундугуна (lo) катышы катары аныкталат. Янг модулу - бул тартылуу басымынын тартылуу чыңалуусуна катышы.
Созуу басымы / созуу деформациясы = Янг модулу
F/A: Δl/lo = Y
Эгерде тартуу басымы кичинекей болсо, күч алынып салынгандан кийин нерсенин узундугу калыбына келет. Эгерде тартуу басымы нерсенин ийкемдүүлүгүнөн ашып кетсе, күч алынып салынгандан кийин анын узундугу калыбына келбейт. Эгерде тартуу басымы жогорулай берсе, нерсе сынып калат.
2.2 Кыйшуу модулу
Калың китепти столдун бетине коюңуз. Колуңузду китептин бетине коюп, китептин бетин алдыга түртүңүз. Түртүүңүз китептин үстүнкү бетине жана анын багытына, китептин бетине параллелдүү, таасир этет. Китептин астыңкы бети түртүүгө карама-каршы багыттагы статикалык сүрүлүү менен тынч абалда кармалат. Башында китептин формасы төрт бурчтуу же тик бурчтуу болгон, түртүлгөндөн кийин китептин формасы параллелограммга айланган. Китептин формасынын өзгөрүшү кесүү басымынын болушунан улам кесүү деформациясынын пайда болушунун бир мисалы болуп саналат.
Кыйшуу басымы күчтүн (F) жылдырылган беттик аянтка (A) болгон катышы катары аныкталат. Кыйшуу деформациясы Δxтин объекттин бийиктигине (h) болгон катышы катары аныкталат. Кыйшуу басымынын кыйшуу деформациясына болгон катышы жылышуу модулу деп аталат.
Кысуу басымы/кесүү деформациясы = Кысуу модулу
F/A: Δx/h = Кыйгашуу модулу
2.3 Көмүртек модулу
Экинчи Дүйнөлүк Согуш жөнүндөгү даректүү тасмада деңизде суу астында жүрүүчү кемелерди колдонуу менен согуштук көрүнүштөр бар. Алар душмандын суу астында жүрүүчү кемелеринен жашынгысы келгендиктен, бир өлкөнүн деңиз суу астында жүрүүчү кемеси тереңирээк чумкуп, дээрлик деңиз түбүнө жетет. Таң калыштуусу, суу астында жүрүүчү кеменин дубалы жарака кетип, деңиз суусу суу астында жүрүүчү кеменин ичине кирип кеткен. Суу астында жүрүүчү кеменин дубалы деңиз суусунун суу астында жүрүүчү кеменин бетине тийгизген басымынан улам жарака кеткен. Деңиз суунун басымы деңиз суунун тереңдигине пропорционалдуу. Сууга чөмүлүү канчалык терең болсо, деңиз суусунун басымы ошончолук жогору болот. Эгерде суу астында жүрүүчү кеменин дубалынын конструкциясы бекем болбосо, суу астында жүрүүчү кеменин дубалы жарака кетет.
Деңиз суунун бүт бетине басымынан улам жарака кеткен суу астында жүрүүчү кеме жөнүндөгү окуя көлөмдүк басымдан улам көлөмдүк деформацияга дуушар болгон объектинин мисалы болуп саналат. Көлөмдүк басым объекттин бүт бетине таасир этүүчү жалпы күчтүн (F) объекттин беттик аянтына (A) болгон катышы катары аныкталат. Көлөмдүк деформация көлөмдүн азайышынын (-ΔV) объекттин баштапкы көлөмүнө (Vo) болгон катышы катары аныкталат. Көлөмдүн көлөмдүк деформацияга болгон басымдын катышы көлөмдүк модуль деп аталат.
Көлөмдүк басым / көлөмдүк деформация = көлөмдүк модуль
– ΔF/A : ΔV/V o = көлөмдүк модулу
Катуу жана суюк нерселердин көлөмдүк модулу бар, бирок катуу нерселердин гана Юнг модулу жана жылышуу модулу бар.
