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:
Среди всех лесов планеты, она занимает самую большую часть – 17% суши всей планеты – это тайга...
27 03 2024 18:19:26
Их названия говорят сами за себя: количественные обозначают количество, а порядковые – порядок...
26 03 2024 8:55:38
Все они живут в основном на суше и имеют схожее строение тела...
25 03 2024 22:21:31
Благодаря им происходит круговорот воды в природе, растения и животные получают живительную влагу, а человек решает все свои хозяйственные и промышленные нужды...
24 03 2024 22:39:18
Каждым из оперативно-стратегических объединений руководили высшие военачальники Советского Союза...
23 03 2024 2:45:55
На ее территории сменяются три крупнейшие природные зоны: тайга, лесостепь и степь...
22 03 2024 17:20:24
Эта страна привлекает мягким климатом, разнообразным рельефом и удачным географическим расположением...
21 03 2024 1:48:29
Наиболее известна как теннисная чемпионка...
20 03 2024 5:26:19
В своей биографии Майер Херманн, еще будучи подростком, был отослан домой из лыжной академии из-за физического состояния...
19 03 2024 6:24:44
Различия имеются и в растительном, и в животном мире...
18 03 2024 3:48:46
Некоторые из них очень особенные, но многие из них можно сгруппировать в отдельные группы по их назначению – это могут быть электроприборы, предметы мебели, посуда, одежда...
17 03 2024 5:27:58
Философ древности изучал психологию человека и пришел к выводу, что человек не может жить один...
16 03 2024 14:40:52
Для нее хаpaктерен мягкий климат с сухим летом и теплой дождливой зимой, а также преобладание жестколистных вечнозеленых лесов...
15 03 2024 15:50:48
14 03 2024 15:24:22
И это неудивительно, ведь даже в небольшом эпизоде актриса могла продемонстрировать всю мощь своего таланта...
13 03 2024 12:13:11
Так кто же являлся организатором этой революционной борьбы? Разберемся ниже...
12 03 2024 8:35:48
Структура экономики по группам стран разная, потому что государства неравномерно обеспечены природными и минеральными ресурсами...
11 03 2024 15:41:15
Почему так происходит? Почему землетрясения чаще происходят в горной местности и очень редко в пустынях? Почему в Тихом океане землетрясения происходят постоянно, порождая цунами различной степени опасности, а вот о землетрясениях в Северном Ледовитом океане мы почти ничего не слышали...
10 03 2024 19:35:44
Но потом боги покинули Египет, оставив на своем месте фараонов – своих сыновей...
08 03 2024 21:54:35
Для того, чтобы человечество знало, какие представители флоры и фауны нуждаются в самом бережном отношении, была создана Международная Красная книга...
06 03 2024 8:15:22
Материк Антарктида омывается водами Атлантического, Индийского и Тихого океанов, иногда неофициально выделяемых в отдельный Южный океан...
05 03 2024 9:18:16
Существует две теории образования Древнерусского государства: норманнская и антироманнская...
04 03 2024 7:26:31
Еще в древние времена обмен был важной составляющей взаимодействия между группами...
02 03 2024 19:24:39
И очень важно знать и помнить, кем были близкие и дальние родственники, какие семейства оказались переплетены между собой родственными узами...
01 03 2024 9:10:19
В их число входит Османская империя, просуществовавшая несколько столетий, но вступившая к началу XX века в тяжелый всеобъемлющий кризис...
29 02 2024 16:33:22
Узнаем, что такое вселенная, и какое место в ней занимает наша планета Земля...
28 02 2024 4:20:12
Без комплекса геосфер и их тесного взаимодействия не было бы жизни на планете...
27 02 2024 17:52:18
Каждая страна уникальна и имеет ряд особенностей, которые отличают ее от других государств...
26 02 2024 0:12:42
Когда же началась научно-техническая революция, и какие временные периоды она охватила? ...
25 02 2024 12:43:49
При этом он обязательно должен выделяться знаками препинания...
24 02 2024 8:47:20
Подобные глаголы называют непарными или одновидовыми...
23 02 2024 17:53:55
Однако каждое царство имеет свои особенности...
22 02 2024 9:47:26
Развитие последних невозможно без развития металлургии, которая в свою очередь является основой машиностроения...
21 02 2024 3:34:15
Французы мечтали поквитаться и вернуть свои земли, что не могло не столкнуть две великие нации в новой схватке...
20 02 2024 12:56:36
Родился 14 июня 1928 года в Росарио, Аргентина...
18 02 2024 19:57:14
Биография Хуана Бельмонте наиболее известна как биография величайшего матадора всех времен...
17 02 2024 10:21:35
Родился в Денисовке, Архангельская губерния...
14 02 2024 19:59:17
В ней школьный учитель изготавливал метамфетамин и превратился в криминального авторитета...
13 02 2024 5:16:51
Как следствие, были сформированы природные зоны материков, отличающиеся между собой по составу почвы, климатическим условиям, растительному и животному миру...
12 02 2024 10:49:13
Эта статья поможет разобраться с тонкостями употрeбления глагола и избежать ошибок на пpaктике...
11 02 2024 11:13:54
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 ::