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:
...
27 04 2024 7:29:15
Начал заниматься фотографией в клубах «Sierra» и «Yosemite Valley»...
26 04 2024 11:39:37
В его составе – три области (Новгородская, Псковская и Ленинградская), а также собственно Санкт-Петербург и анклав государства – Калининградская область...
24 04 2024 9:58:19
Кислород является жизненно важным элементом почти всех живых организмов...
23 04 2024 22:23:33
Она покрывает ее полностью, защищая поверхность от высочайших температур ядра планеты...
22 04 2024 12:11:35
Его наиболее известными работами являются: научная работа «Теория нравственных чувств» (1759) и книга «Исследование о природе и причинах богатства народов» (1776)...
21 04 2024 17:28:28
Основным ее элементом является вода, которая представлена в трех агрегатных состояниях: газообразном, твердом и жидком...
19 04 2024 1:29:59
Современное положение таково, что в этом регионе есть государства с двумя формами правления – республика и монархия...
18 04 2024 23:35:42
Она включает Северный Ледовитый океан, окраины Евразии и Америки...
17 04 2024 3:53:13
Территория республики занимает 4% материка...
16 04 2024 15:50:22
Расположена она на территории Западной Сибири и является главной трaнcпортной артерией этого региона...
15 04 2024 11:46:11
В нашей статье подведем ее итоги...
12 04 2024 4:11:39
Неважно, что это – маленький поселок или большой город – оно всегда будет самым лучшим, самым любимым...
11 04 2024 14:43:56
Каждое из них имело свои особенности, место расселения и численность...
09 04 2024 23:11:14
При рождении в биографии Тома Уотсона было получено имя Томас Стерджес Уотсон...
08 04 2024 1:44:15
От широты местности зависит изменение баланса влаги и тепла...
07 04 2024 12:44:28
Подобная попытка приведет к разрушению как самой выделяемой части, так и целого...
06 04 2024 11:42:18
Кайт младший) (1949) – американский игрок в гольф, родился в городе Остин, штат Техас...
05 04 2024 8:40:18
Общая хаpaктеристика круглых червей включает описание тела, систем органов, среды обитания...
04 04 2024 10:24:24
В 1897 году вместе с семьей переехал в Петербург...
03 04 2024 22:25:52
С каждым годом количество живущих на планете людей увеличивается примерно на 80 миллионов человек...
02 04 2024 20:45:26
Она покрывает ее полностью, защищая поверхность от высочайших температур ядра планеты...
31 03 2024 3:36:35
Данное направление имеет ряд преимуществ перед другими отраслями энергетического производства, чем и объясняется ее стабильно высокая популярность во всем мире...
30 03 2024 0:40:51
Впервые формулировка прозвучала в 1866 году...
29 03 2024 8:19:34
Она занимает обширную территорию, простираясь с юга на север на 5 тыс...
28 03 2024 21:15:54
В русском языке выделяют возвратные и невозвратные причастия, особенности которых описаны в этой статье...
23 03 2024 6:49:17
Это неизменно сказывается и на развитии важнейшей отрасли мирового хозяйства – промышленности...
22 03 2024 20:13:55
Основными в хозяйстве Зарубежной Европы являются экспорт товаров и услуг, промышленное и сельскохозяйственное производство, развитие международного туризма...
21 03 2024 18:49:23
Экономика важна не только на государственном уровне, потому что каждый человек должен знать, как правильно потратить деньги на решение собственных нужд...
20 03 2024 1:35:26
Природные зоны Западной Сибири – это тундра, лесотундра, лесная, лесостепная и степная...
19 03 2024 5:32:53
Является первым английским лауреатом Нобелевской премии по литературе...
18 03 2024 17:55:42
В силу огромной территории природные зоны Дальнего Востока отличаются многообразием и уникальностью ландшафтов, флоры и фауны...
17 03 2024 16:41:16
Биография Джонни Унитас известна как куортербека «Балтимор Колтс» с 1956 по 1972 год...
16 03 2024 5:57:35
Класс также называют гастроподы или улитки...
15 03 2024 11:42:38
Она занимает территорию площадью пять миллионов квадратных километров, на которой проживает 520 миллионов человек...
14 03 2024 17:35:15
В биографии Батюшкова есть место ярким событиям, способствующим раскрытию его поэтического дара, а также незабываемым встречам с выдающимися людьми...
13 03 2024 1:43:10
На нашей планете, в самых разных ее уголках, обитают всевозможные дикие животные...
12 03 2024 3:42:44
Наиболее известен как звезда NBA, игрок, сплочавший комaнду...
10 03 2024 21:20:48
Столицей южного европейского государства является Рим, который вместе с другими прекрасными городами Италии является настоящей сокровищницей Средиземноморья...
09 03 2024 17:57:17
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 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Андерсена
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Строение глаза и функции его частей в таблице
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Самая краткая биография Гайдара
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Основные природные зоны Канады
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Какая часть света наибольшая по площади и численности населения?
Самая краткая биография Грига
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Богатство (обществознание, 5 класс)
Краткая биография Жюль Верна
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Путешествие по Москве (2 класс, окружающий мир)
Причастие и деепричастие – отличия
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Истории различных видов трaнcпорта (2 класс, окружающий мир)
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Виды мутаций в таблице – хромосомные, генные и геномные (10 класс, биология)
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Краткая биография Суворова, рассказ о полководце Александре Васильевиче для детей всех классов
Самая краткая биография Марко Поло
Сходство и различие между митозом и мейозом
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Цепь питания на примере тайги и луга (4 класс, окружающий мир)
Железы внутренней секреции человека в таблице
Самая краткая биография Бетховена
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)