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:
Временная форма Future Continuous (Будущее Длительное) относится именно к таковым...
25 04 2024 10:43:33
Родился Владимир в поселке Луганский завод (ныне – Луганск) 10 ноября 1801 года...
23 04 2024 14:35:43
Данный регион отличается суровым климатом, ограниченной флорой и фауной, и невероятно богатыми природными ресурсами...
21 04 2024 8:10:32
Наиболее известен как победитель соревнований мастеров гольфа 2005-го, а также 2006-го годов...
20 04 2024 14:20:42
Естественно, такое положение очень сильно повлияло на климат Африки...
18 04 2024 0:16:54
17 04 2024 16:13:54
Но восстание Спартака в Древнем Риме стоит особняком...
15 04 2024 1:49:22
Многие учёные до сих пор не могут определиться с родословной члeнистоногих и расположением таксонов в иерархической таблице...
14 04 2024 13:34:21
Она приводит к значительному загрязнению почвы и даже нижележащих слоев...
12 04 2024 23:35:40
С их помощью люди решают почти все свои хозяйственные нужды: строят, отапливают помещения, ездят на трaнcпорте, создают много полезных бытовых вещей...
11 04 2024 6:26:27
Биография Лейтона Хьюитта наиболее известна как биография победителя чемпионата США 2001 года...
10 04 2024 10:30:18
Самым крупным городом этого района, занимающего более 167 тысяч кв...
09 04 2024 15:52:51
В данной статье мы расскажем об органоидах движения, их строении и выполняемых функциях...
08 04 2024 22:35:48
Расположено между Британскими островами на западе, Ютландским, Скандинавским полуостровами на востоке и континентальной Европой на юге...
07 04 2024 14:26:18
Топливо, металлы, строительные материалы, химическое сырье, драгоценные сплавы и камни – всеми этими природными богатствами люди пользуются в течение многих лет...
06 04 2024 22:31:29
Одним из них является процесс деления, именуемый мейозом...
05 04 2024 9:31:37
Дополняет полученную информацию из курса географии за 7 класс...
04 04 2024 10:33:23
Также его перу принадлежат научно-фантастические повести и рассказы...
03 04 2024 4:41:19
Большие площади северной страны занимают леса, а природные зоны Норвегии представлены тундрой, тайгой, смешанными и широколиственными лесами, а также регионами высотной зональности...
01 04 2024 7:13:26
Наиболее известен как звезда «Юта Джаз» по прозвищу «Почтальон»...
31 03 2024 19:16:47
На ее огромной территории текут малые и крупные реки, а озер насчитывается более двух миллионов...
29 03 2024 17:45:26
Стороны вели подготовку к войне, понимая, что рано или поздно, они перейдут к сражениям, чтобы решить между странами «дальневосточный вопрос»...
27 03 2024 6:30:20
Отсутствие сильных температурных перепадов и достаточное количество влаги послужило толчком к развитию богатой растительности...
25 03 2024 0:36:59
На смену языческим верованиям пришла общегосударственная единая религия...
24 03 2024 21:48:56
Также его называют нефтяной столицей России, поскольку здесь находятся богатые залежи газа и нефти...
23 03 2024 12:39:26
Страна перенесла тяжелый экономический и социальный кризис...
22 03 2024 20:36:50
В данной статье приведены правила написания этих суффиксов, а также исключения из них...
21 03 2024 0:42:47
Чтобы определить синтаксическую роль этой части речи, необходимо правильно задать вопрос...
19 03 2024 2:28:49
На западе страны расположена горная местность, которая находится под влиянием Тихого океана, а для равнинных областей с резко континентальным климатом хаpaктерно влияние Арктики...
18 03 2024 6:46:45
Родился 26 июня 1963 года в семье инженеров...
17 03 2024 4:32:10
Они формируются при определенных условиях и, в зависимости от происхождения, обладают особенными, хаpaктерными свойствами...
16 03 2024 12:30:27
Сегодня говорим о свойствах и случаях употрeбления времени Past Simple Tense – Простое Прошедшее...
15 03 2024 9:50:17
Биография Чикаго известна как история феминистки, основательницы женского образовательного художественного коллектива...
14 03 2024 6:35:45
Помимо песчаных пустынь, в природе существуют глинистые, щебнистые, солончаковые и даже ледяные пустыни Арктики и Антарктиды...
13 03 2024 14:48:32
Большая часть биографии Бёклина была проведена в Италии...
11 03 2024 10:49:42
Исторически сложилось, что Европа стала родиной городских агломераций...
10 03 2024 2:32:34
Рисует правдивую картину о достопримечательностях расположенных в мегаполисах...
09 03 2024 6:31:10
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 :: Знания -21 ::