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.
Том Сивер проявился как выдающийся питчер, а также спортивный комментатор...
26 04 2024 16:12:56
Именно тогда Майкл Фарадей обнаружил это явление, ставшее в итоге важнейшим открытием в электродинамике...
25 04 2024 14:44:36
Степи широко распространены на всех частях суши, кроме Антарктиды...
24 04 2024 9:46:26
Просуществовала она более тысячелетия и даже после нападения варваров, которое удалось благополучно отбить, она еще несколько столетий оставалась наиболее сильным христианским государством...
23 04 2024 23:15:24
Существует несколько видов хозяйственной деятельности, каждый из которых возник в разное время и имел свой собственный путь развития...
22 04 2024 16:47:58
Каковы причины, ход, итоги Великой Октябрьской Социалистической революции – эти и другие вопросы истории сегодня в центре нашего внимания...
21 04 2024 23:39:53
Эти процессы связаны с расселением и перемещением больших групп людей...
19 04 2024 15:36:44
Как следствие, были сформированы природные зоны материков, отличающиеся между собой по составу почвы, климатическим условиям, растительному и животному миру...
18 04 2024 3:10:43
Богатый органическим веществом – гумусом – он создает оптимальные условия для полноценного роста и развития всех видов растений...
16 04 2024 0:25:47
Благодаря уникальному рельефу для этого региона хаpaктерно большое разнообразие фауны и флоры...
14 04 2024 9:56:42
По своему строению и хаpaктерным признакам он относится к типу члeнистоногих...
13 04 2024 13:17:36
Первый из путешественников, который пересек Атлантический океан...
11 04 2024 12:15:45
Она приводит к значительному загрязнению почвы и даже нижележащих слоев...
09 04 2024 5:37:55
В данной статье мы кратко и понятно постараемся объяснить, какие процессы происходят во время деления клетки, расскажем о биологическом значении митоза...
08 04 2024 4:38:48
Ее территория окончательно сложилась к 13 веку...
07 04 2024 4:30:26
В западной части этого региона на долю островов и полуостровов приходится одна треть всей суши...
06 04 2024 7:36:17
“Обрыв” царской династии Рюриковичей, правление “незаконных” царей, крестьянские восстания, иностранная интервенция – все это нанесло тяжелый удар по стране...
05 04 2024 0:16:56
Каждая наука имеет свои методы исследования – тандем приёмов и операций, направленных на построение системы научных знаний...
04 04 2024 0:39:46
Данный период был назван колониализмом...
03 04 2024 1:34:56
Турки – относительно молодой народ, но давайте рассмотрим, как развивалось их государство...
01 04 2024 13:13:45
Произведения Толстого того времени отражали военную ситуацию («Подводой», «На горе»)...
31 03 2024 20:25:34
Успешными военными походами он подчинил себе большую часть Европы...
29 03 2024 5:10:44
...
28 03 2024 19:11:17
В данной статье подробно описан план грамматического разбора причастия с приведением наглядных примеров...
27 03 2024 1:49:37
Как известно, жизнь зародилась в воде, а лишь потом некоторые виды организмом перебрались на сушу...
26 03 2024 1:39:56
Творчество Тургенева включает несколько романов, множество рассказов, повестей, пьес и стихотворений...
25 03 2024 11:45:20
Как правило, действия против морали осуждаются со стороны общества...
24 03 2024 1:36:11
Вступление в Антанту в 1907 году могло решить этот вопрос в условиях войны с Тройственным союзом...
23 03 2024 13:19:44
Общая тенденция изменений – уход от классического сельского хозяйства к новому, высокотехнологичному агробизнесу...
22 03 2024 11:18:59
Определить его границы с высокой точностью возможным не представляется, так как начинался он и заканчивался в разных странах в разное время...
20 03 2024 21:47:55
Она, как и многие другие социальные явления имеет несколько разновидностей...
19 03 2024 13:31:42
Это условное название было дано этническим перемещениям славян, сарматов, гуннов, германцев и некоторых других племен на территорию Римской империи...
18 03 2024 18:56:21
Биография Венус Уильямс наиболее известна как биография сестры Серены Уильямс, а также пятикратной победительницы Уимблдона...
17 03 2024 15:39:19
Освещает основные проблемы свойственные для этой отрасли...
16 03 2024 21:49:18
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...
15 03 2024 20:44:54
Кроме того, в состав Великобритании входят 4 крупные области: Англия, Уэльс, Шотландия и Северная Ирландия...
12 03 2024 19:50:32
Далеко не все они погибли от военных действий...
11 03 2024 14:22:57
Близкое соседство с Сибирью и удаленность от Атлантики обусловило континентальный климат в этой области...
10 03 2024 19:32:17
Present Continuous tense или Настоящее Длительное время относится к их числу...
09 03 2024 5:16:30
Он также снимался в популярном телесериале «Крутой Уокер: правосудие по-техасски»...
08 03 2024 8:10:36
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
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
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Самая краткая биография Гайдара
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Основные природные зоны Канады
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Самая краткая биография Грига
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Как провести разговорный клуб студентам разных уровней
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Самая краткая биография Бетховена
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Богатство (обществознание, 5 класс)
Витамины (таблица по биологии, 8 класс)
Сходство и различие между митозом и мейозом
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Южная Америка (доклад для 2 класса, окружающий мир)
Путешествие по Москве (2 класс, окружающий мир)
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Железы внутренней секреции человека в таблице
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Агния Барто биография для детей (3 класс) кратко
Виды мутаций в таблице – хромосомные, генные и геномные (10 класс, биология)
Богдан Хмельницкий краткая биография
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Джонатан Свифт биография и творчество писателя кратко
Краткая биография Суворова, рассказ о полководце Александре Васильевиче для детей всех классов
Причастие и деепричастие – отличия
Цепь питания на примере тайги и луга (4 класс, окружающий мир)
На какие вопросы отвечает причастие и деепричастие
Основные события Первой мировой войны – хронология в таблице
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)
Разноспрягаемые глаголы в русском языке, примеры и полный список
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится