Deformaciya
potencial
energiyasi.
Jism
biror
tashqi
kuch
ta’sirida
deformaciyalanayotganida deformaciyalovchi kuchning qo‘yilish nuqtasi ko‘chadi va kuch ta’siri
kelib chiqayotgan sistema ish bajarib, bu ish deformaciyalanuvchi jismga o‘tgan energiyaning
o‘lchovi bo‘ladi. Agar elastik jism deformaciyalansa, u holda ish deformaciyalangan jismning
energiya zapasini oshirishga sarflanib, bu energiyani deformaciya potencial energiyasi deyiladi.
Haqiqatdai ham, elastik jism uchun deformaciya kattaliklari bilan kuchlar, deformaciyaning
o‘zgarish yo‘nalishidan qatei nazar, bir qiymatli bog‘langan. Masalan, jismni
deformaciyalayotganda, uni
dS
kattalikka siqib, biz
FdS
dS
ga teng energiya sarfladik. Agar
jismga, aksincha,
dS
kattalikka kengayishga imkon bersak, bu holda u bu uchastkada o‘shanday
kattalikdagi, lekin qaramaqarshi yo‘nalishli F kuch bilan ta’sir qiladi ham da o‘shanday
dS
kattalikda ish bajaradi. Bunda u deformaciya energiyasini siqilgan jismning kengayishida siqilgan
jism ta’sir qilgan jismga uzatadi. Ravshanki, elastik jismning deformaciya potencial energiyasi
tula ishga aylantirilishi mumkin.
Odatda, deformaciya kattaligi ta’sir qiluvchi kuchning kattaligi bilan qonuniy bog‘langandir;
kuchning kattaligi deformaciyaning o‘zgarishi bilan o‘zgara boradi hamda kuchning
o‘zgaruvchanligi va kuchning qo‘yilish nuqtasi bosib utgan ko‘chishga bog‘liqligi tufayli, ishning
kattaligi kuchning yo‘lga ko‘paytmasiga teng bo‘lmaydi. Deformaciya ta’sir qiluvchi kuchga
proporcional bo‘lgan holda berilgan deformaciyani vujudga keltirish uchun bajarish kerak bo‘lgan
ishni oson hisoblab topish mumkin. Aytaylik, berilgan prujina uchun
kx
F
(1)
bo‘lsin, bunda F prujinaga ko‘yilgan kuch,
x
shu kuch ta’sirida prujinaning uzayishi,
k
prujinaning qattiqlik koefficienti (yoki sodda qilib aytganda qattiqligi) deb ataluvchi doimiy
koefficient (6.2-rasm),
k
koefficient N/m o‘lchamlikka ega va son jihatdan, prujinani birlik
uzunlikka deformaciyalash uchun zarur bo‘lgan kuchga teng.
1-rasm.
Prujinani x uzayishdan
dx
x
uzayishgacha cho‘zish uchun bajarish zarur bo‘lgan ish,
ravshanki,
Fdx
ga, yoki
dx
kx
ga teng. Demak.
0
x
dan
0
x
x
gacha cho‘zishdagi to‘la ish
quyidagiga teng:
0
0
0
0
2
0
2
1
х
x
kx
xdx
k
Аdx
А
(2)
bu ish
0
x kattalikka cho‘zilgan (yoki siqilgan) va
k
kattiqlikka ega bo‘lgan prujinaning
potencial energiyasiga teng.
Siqilgan prujinaning kuchini biror boshqa jismga ta’sir qildirilsa, u harakatlanadi va bunda
prujina yoyila boradi. Ideal elastik prujina holida uning ta’sir kuchi (1) tenglik bilan belgilangani
sababli prujinaning yoyilishda bajaradigan ishi uni siqishda sarflangan ishga teng bo‘ladi; siqilgan
prujinaning energiyasi prujina yoyilayotganda ta’sir qiladigan jismga to‘la o‘tadi.