Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется
Определение и формула закона Гука
Формулировка этого закона выглядит следующим образом: сила упругости, которая появляется в момент деформации тела, пропорциональна удлинению тела и направлена противоположно движению частиц этого тела относительно других частиц при деформации.
Математическая запись закона выглядит так:
Рис. 1. Формула закона Гука
где Fупр – соответственно сила упругости, x – удлинение тела (расстояние, на которое изменяется исходная длина тела), а k – коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью тела. Сила измеряется в Ньютонах, а удлинение тела – в метрах.
Для раскрытия физического смысла жесткости, нужно в формулу для закона Гука подставить единицу, в которой измеряется удлинение – 1 м, заранее получив выражение для k.
Рис. 2. Формула жесткости тела
Эта формула показывает, что жесткость тела численно равна силе упругости, которая возникает в теле (пружине), когда оно деформируется на 1 м. Известно, что жесткость пружины зависит от ее формы, размера и материала, из которого произведено данное тело.
Сила упругости
Теперь, когда известно, какая формула выражает закон Гука, необходимо разобраться в его основной величине. Основной величиной является сила упругости. Она появляется в определенный момент, когда тело начинает деформироваться, например, когда пружина сжимается или растягивается. Она направлена в обратную сторону от силы тяжести. Когда сила упругости и сила тяжести, действующие на тело, становятся равными, опора и тело останавливаются.
Деформация – это необратимые изменения, происходящие с размерами тела и его формой. Они связанны с перемещением частиц относительно друг друга. Если человек сядет в мягкое кресло, то с креслом произойдет деформация, то есть изменятся его хаpaктеристики. Она бывает разных типов: изгиб, растяжение, сжатие, сдвиг, кручение.
Так как сила упругости относится по своему происхождению к электромагнитным силам, следует знать, что возникает она из-за того, что молекулы и атомы – наименьшие частицы, из которых состоят все тела, притягиваются друг другу и отталкиваются друг от друга. Если расстояние между частицами очень мало, значит, на них влияет сила отталкивания. Если же это расстояние увеличить, то на них будет действовать сила притяжения. Таким образом, разность сил притяжения и сил отталкивания проявляется в силах упругости.
Сила упругости включает в себя силу реакции опоры и вес тела. Сила реакции представляет особый интерес. Это такая сила, которая действует на тело, когда его кладут на какую-либо поверхность. Если же тело подвешено, то силу, действующую на него, называют, силой натяжения нити.
Особенности сил упругости
Как мы уже выяснили, сила упругости возникает при деформации, и направлена она на восстановление первоначальных форм и размеров строго перпендикулярно к деформируемой поверхности. У сил упругости также есть ряд особенностей.
- они возникают во время деформации;
- они появляются у двух деформируемых тел одновременно;
- они находятся перпендикулярно поверхности, по отношению к которой тело деформируется.
- они противоположны по направлению смещению частиц тела.
Применение закона на пpaктике
Закон Гука применяется как в технических и высокотехнологичных устройствах, так и в самой природе. Например, силы упругости встречаются в часовых механизмах, в амортизаторах на трaнcпорте, в канатах, резинках и даже в человеческих костях. Принцип закона Гука лежит в основе динамометра – прибора, с помощью которого измеряют силу.
Рис. 3. Динамометр
Что мы узнали?
Статья подробно знакомит учащихся с материалом о том, как формулируется обобщенный закон Гука, который изучают в 7 классе, и его основной величине – силе упругости.
Родился в России, но писал при этом на языке идиш...
24 04 2024 8:20:54
Главным объектом изучения являются различные геосферы и геосистемы...
23 04 2024 21:42:25
На них построены взаимосвязи между ценой на любой товар, стоимостью услуг, предлагаемых производителями...
22 04 2024 1:22:26
Дает представление о том, чем обусловлено такое многообразие флоры Евразии...
21 04 2024 2:50:52
Подобная попытка приведет к разрушению как самой выделяемой части, так и целого...
20 04 2024 17:35:11
Приводятся примеры позитивного и негативного влияния процесса на мировое сообщество...
18 04 2024 17:38:24
можно сказать, что он стал началом цикла военных кампаний европейцев на Ближнем Востоке...
17 04 2024 10:54:40
Эту тему рассматривают на географии в 7 классе...
16 04 2024 6:58:13
Биография Бранкузи рассматривается как одного из передовых современных творцов...
15 04 2024 16:36:11
ru_predmet_top_970x250 --> Кратко о предыстории конфликта Начало будущей войны было положено еще во время подписания Столбовского мира 1617 года, когда Швеция, воспользовавшись Смутным временем, лишила Россию выхода в Балтийское море...
14 04 2024 17:32:28
Природа, которая во многих регионах материка сохранилась в своем первозданном виде, до сих представляет большой интерес для исследователей и ученых во всем мире...
13 04 2024 12:31:52
Дает понимание о важности производимых исследований...
12 04 2024 11:31:37
По обеим сторонам ее огибают крупные реки: Волга и Кама...
11 04 2024 15:28:48
Указывает на причины, которые повлияли на мононациональность государства...
10 04 2024 20:33:33
Это план доходов и расходов государства, благодаря которому правительство заранее знает, в каком количестве поступят денежные средства в казну, и на какие нужды страны их необходимо потратить...
09 04 2024 12:15:14
в результате Четвертого крестового похода стало последним значительным результатом движения крестоносцев...
08 04 2024 18:21:52
Для изучения столь емкой темы в этой статье будет сформирована Таблица “Первая мировая война 1914 1918”, где будут изложены основные фронты и ход военных действий на западном и восточном фронтах...
07 04 2024 1:59:36
Тогда, в самом начале 18 века – так же как и во время Отечественной войны 1812 года, и в годы Великой Отечественной войны (1941-1945) – вопрос стоял остро: суждено государству российскому существовать или нет...
06 04 2024 20:28:15
Именно здесь расположены арктические пустыни – бескрайние заснеженные просторы, в которых обитает очень мало живых существ...
05 04 2024 4:27:33
Чаще всего допускаются ошибки при написании гласных в суффиксах причастий настоящего времени...
04 04 2024 16:16:12
Структура экономики по группам стран разная, потому что государства неравномерно обеспечены природными и минеральными ресурсами...
02 04 2024 0:20:43
С их помощью можно развить различные отрасли промышленности, модернизировать социальную сферу...
31 03 2024 6:12:39
Умер он в возрасте 20 лет, при весьма таинственных обстоятельствах...
29 03 2024 0:49:57
Наиболее известен как юная звезда «Манчестер Юнайтед» с 2004 года...
28 03 2024 2:13:45
Без знания данных терминов невозможно изучать генетику...
27 03 2024 22:39:18
Чтобы этого не произошло, нужно уметь задать правильный вопрос...
26 03 2024 22:29:47
Наиболее известна как чемпионка 70-х под прозвищем «Снежная дeвyшка»...
25 03 2024 20:51:15
Биография Достоевского, детство
30 октября (по старому стилю 11 ноября) 1821 года родился известнейший российский писатель – Ф...
24 03 2024 3:37:21
В этой статье мы рассмотрим нервную систему члeнистоногих, обозначим её особенности и функции...
22 03 2024 1:40:55
Со всех сторон он омывается океаническими водами...
21 03 2024 17:24:45
Томас был сыном игроков в поло...
20 03 2024 8:30:30
Если задаваться вопросом, сколько всего их существует, то в географии принято насчитывать девять категорий...
19 03 2024 1:23:49
Его творчество привлекает к себе людей, которые воспринимают литературу не как развлекательное чтиво, а ищут в ней глубину и вместе с ней стремятся к истине...
18 03 2024 5:21:26
Биография Мартины Хингис известна как биография трехкратной победительницы чемпионата Австралии...
17 03 2024 10:18:14
Размеры животных колeблются от мельчайших долей миллиметра (клещи) до полуметра в диаметре (кpaбы)...
16 03 2024 4:10:14
Многие учёные до сих пор не могут определиться с родословной члeнистоногих и расположением таксонов в иерархической таблице...
15 03 2024 8:52:43
Рельеф и природа Южной Америки отличаются большим разнообразием...
14 03 2024 13:52:44
Своей целью видит превращение ОАЭ в привлекательное место для ведения бизнеса...
13 03 2024 1:28:27
В данной статье описаны хаpaктерные особенности причастия, его морфологические признаки, виды, основные отличия от прилагательного...
11 03 2024 6:41:15
Так же, как и любой материк, Северная Америка богата полезными ископаемыми...
10 03 2024 17:14:44
И это неудивительно, ведь ее омывают воды Атлантического и Северно-Ледовитого океанов, а также 9 морей...
09 03 2024 22:23:40
Однако внешнее строение листа более сложное...
07 03 2024 14:14:35
Самыми высокоразвитыми государствами на континенте считаются Германия, Франция, Великобритания и Италия, – члeны Большой Семерки...
06 03 2024 9:43:59
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)
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Самая краткая биография Андерсена
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Естественный и искусственный отбор – сравнение в таблице
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Строение глаза и функции его частей в таблице
Агния Барто биография для детей (3 класс) кратко
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Самая краткая биография Гайдара
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Богдан Хмельницкий краткая биография
Самая краткая биография Бетховена
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Грига
Богатство (обществознание, 5 класс)
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)
Краткая биография Бетховена и интересные факты жизни и творчества композитора Людвига ван Бетховена для детей
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Местоимения 2 лица единственного и множественного числа в русском языке
Основные природные зоны Канады
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Основные события Первой мировой войны – хронология в таблице
Строение и функции кожи человека в таблице
Детритная пищевая цепь – звенья и примеры
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Определение, примеры, виды и формы комменсализма
На какие вопросы отвечает причастие и деепричастие
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Интересные факты о Северной Америке
Самая краткая биография Марко Поло
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности