Сила упругости – формула, от чего зависит и когда возникает
Как и когда возникает сила упругости?
Проведем эксперимент:
- укрепим пружинку с помощью пластилина на нижней стороне горизонтальной поверхности, например, стола;
- подвесим к свободному концу пружинки небольшой груз.
Рис. 1. Сила упругости
Из-за действия силы тяжести груз должен был упасть. Почему же этого не произошло? Причина – сила упругости, которая подействовала на груз со стороны пружинки. В общем случае ее возникновение обусловлено деформацией: растяжением, сжатием, сдвигом, кручением или изгибом. В нашем эксперименте она возникла из-за растяжения пружинки.
Направление силы упругости
Каждое тело содержит молекулы и атомы, которые состоят из заряженных частиц. Они притягиваются и отталкиваются друг от друга с определенной силой. Какое из этих взаимодействий будет преобладать, зависит от расстояния между ними.
Рис. 2. Заряженные частицы
Увеличение расстояния ведет к увеличению действия сил притяжения, уменьшение – к преобладанию сил отталкивания. В состоянии же покоя тела обе силы находятся в равновесии.
Из вышесказанного можно однозначно сказать, почему и куда направлена сила упругости. Ее направление противоположно движению атомов и молекул тела, так как она стремится восстановить первоначальную форму тела.
Взаимодействия между заряженными частицами обуславливают электромагнитную природу силы упругости.
Всегда ли деформация приводит к появлению силы упругости?
Вспомните, как легко пружинка восстанавливает свою форму, а вот пластилин всегда ее сохраняет. Происходит это из-за существования двух предельных случаев деформаций. Пример с пружинкой демонстрирует проявление упругой, а с пластилином – пластической деформации.
Когда мы говорим о силе упругости, то имеем в виду только упругую деформацию. Причем, значение ее невелико, и длится она недолго. Для пластической деформации хаpaктерны другие силы. Они зависят от скорости возникновения деформаций. Их не изучают в курсе физики 10 класса.
Связь между силой упругости и деформацией
Какова связь между силой упругости и деформацией? Как найти ее? Ответы на эти вопросы нашел английский изобретатель и естествоиспытатель Роберт Гук. Результаты его экспериментов показали линейный хаpaктер связи. В письменном виде установленный им закон выглядит следующим образом:
Fупр=k|Δl| или Fупр=k|x|,
где k – коэффициент упругости, Δl, или x – абсолютное удлинение.
Δl, или x – разница между длиной деформированного тела и начальной длиной в метрах (м).
k –жесткость. Она выражается в ньютонах на метр (Н/м), ее значение обуславливают размеры тела и свойства материала. Единица измерения Fупр – ньютон (Н).
Обратите внимание, что закон Гука применяется только в случае малых упругих деформаций.
Рис. 3. Закон Гука
Если размеры не играют никакой роли, а важны только свойства материала, то в формулу силы упругости можно подставит постоянную E и записать закон так:
Fупр=ESΔl/l0 или Δl/l0=Fупр/ES,
где E – модуль упругости (модуль Юнга) в Н/м2=Па, S – площадь поперечного сечения в м2, Δl/l0 – относительная деформация, Fупр/S – напряжение.
Что мы узнали?
Прочитав статью, мы узнали, от чего зависит сила упругости, чему равны коэффициенты в законе Гука. Теперь вы сможете смело решать задачки на определение силы упругости.
Оценка доклада
Средняя оценка:
Она занимает территорию площадью пять миллионов квадратных километров, на которой проживает 520 миллионов человек...
18 03 2024 3:59:11
Они распределены по ее территории неодинаково...
17 03 2024 22:40:57
Каждую природную зону хаpaктеризуют: климат, рельеф, тип почвы, тип растительности и животный мир...
16 03 2024 23:15:15
Она занимает территорию площадью пять миллионов квадратных километров, на которой проживает 520 миллионов человек...
15 03 2024 17:42:29
Разделяясь на общее, тяжелое и среднее, машиностроение распределено по регионам неравномерно...
14 03 2024 12:24:28
Проявление таких ограничений связано с выработкой приспособленности одной популяции к жизни в одном ареале и свидетельствует об образовании отдельного подвида или вида...
13 03 2024 1:12:48
Все они относятся к бассейнам трех океанов, которые омывают материк, – Атлантического океана, Тихого океана и Северного Ледовитого океана...
12 03 2024 22:48:58
Природная зона Мурманска – арктическая...
11 03 2024 4:48:59
Вошел в историю классической музыки как наиболее яркий представитель романтизма...
10 03 2024 17:28:21
Он сотрудничал со знаменитым журналом «Желтая книга» во время обучения в Оксфорде...
09 03 2024 22:29:51
Южная Азия расположена на территории площадью 4,5 млн...
08 03 2024 18:12:28
Климат имеет важное значение для развития страны, ведь именно природные условия определяют, какими животными и растениями будет населена та или иная территория...
07 03 2024 4:13:29
Родился Владимир в поселке Луганский завод (ныне – Луганск) 10 ноября 1801 года...
05 03 2024 18:29:52
Какое именно значение паукообразных в природе и жизни человека, вы узнаете, прочитав данную статью...
04 03 2024 6:55:24
Резкий скачек в 18 веке, называемые промышленной революцией, дал начало современной расстановке сил и формированию мировых экономических лидеров...
02 03 2024 15:59:57
Автор уральских сказов «Малахитовая шкатулка», за которые был награжден Сталинской премией 2-й степени...
01 03 2024 15:48:12
Эта способность отличает птиц от других групп животных...
29 02 2024 19:52:47
Её ближайший сосед – Азия, и вместе они образуют самый большой материк – Евразия...
28 02 2024 23:52:20
Известными представителями паукообразных являются клещи, пауки и скорпионы...
26 02 2024 7:30:22
По мере своего развития цивилизация накапливает их все больше...
25 02 2024 10:24:47
Без знания данных терминов невозможно изучать генетику...
24 02 2024 8:33:40
Размеры животных колeблются от мельчайших долей миллиметра (клещи) до полуметра в диаметре (кpaбы)...
23 02 2024 16:42:52
Оно состоит из представителей самых различных рас, которые в разные периоды истории осваивали этот континент...
22 02 2024 6:28:41
Перо птицы имеет особенное строение, которое помогает при полете...
21 02 2024 7:10:21
Каждым из оперативно-стратегических объединений руководили высшие военачальники Советского Союза...
20 02 2024 20:39:25
Наиболее известен как гано-американский феномен и футболист-тинэйджер...
19 02 2024 0:48:38
В этом случае передача признаков по наследству не подчиняется законам Менделя, т...
18 02 2024 18:35:59
Песни на его стихи были исполнены популярными советскими артистами эстрады...
17 02 2024 15:44:43
Естественно, такое положение очень сильно повлияло на климат Африки...
15 02 2024 21:22:43
Это одна из самых молодых областей человеческой деятельности...
14 02 2024 17:41:34
Высокие экономические показатели региона определяет “авангардная тройка” европейских стран – Германия, Франция и Великобритания...
13 02 2024 5:29:56
Сигналы воспринимаются рецепторами – периферийной частью анализатора, а обpaбатываются мозгом – центральной частью...
12 02 2024 7:50:12
Но, чтобы путь был счастливым, нужно быть очень внимательным на дороге и соблюдать все правила безопасного поведения...
11 02 2024 19:56:35
Наиболее крупный вклад в мировую культуру в этот век внесла русская литература...
10 02 2024 3:43:43
Современную жизнь уже трудно представить без автотрaнcпорта...
08 02 2024 1:17:43
Указывается на тесную связь политической географии и геополитики...
06 02 2024 13:19:44
Содержит информацию о рельефе, флоре и фауне региона...
05 02 2024 3:55:44
Все люди, независимо от социального статуса и рода деятельности, должны подчиняться этим правилам...
04 02 2024 13:51:27
В данной статье приведены предлоги предложного падежа существительного, различные их значения с наглядными примерами...
03 02 2024 19:49:23
Существует несколько хаpaктерных признаков наречия, каждый из которых подробно описан в этой статье с приведением примеров...
02 02 2024 10:55:12
На ее территории расположено множество самых разных климатических поясов и природных зон, что создало благоприятные условия для формирования многих ценных ресурсов...
01 02 2024 5:35:45
Этот осторожный и умный государь за годы своего правления (1462-1505) успел сделать очень многое...
31 01 2024 5:32:19
Данный ряд считается высокоорганизованным видом среди paкообразных...
30 01 2024 16:41:22
Каждую природную зону хаpaктеризуют: климат, рельеф, тип почвы, тип растительности и животный мир...
29 01 2024 17:58:40
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 :: Знания -10 :: Знания -11 :: Знания -12 :: Знания -13 :: Знания -14 :: Знания -15 :: Знания -16 :: Знания -17 :: Знания -18 :: Знания -19 :: Знания -20 ::