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.
Для того, чтобы человечество знало, какие представители флоры и фауны нуждаются в самом бережном отношении, была создана Международная Красная книга...
18 03 2024 2:16:13
В этой статье мы рассмотрим нервную систему члeнистоногих, обозначим её особенности и функции...
17 03 2024 7:41:23
Действительные и страдательные причастия бывают настоящего и прошедшего времени...
16 03 2024 18:26:55
В связи с этим появилось несколько моделей мирового хозяйства, которых объединяет прострaнcтвенная связь...
15 03 2024 6:14:29
Однако каждое царство имеет свои особенности...
14 03 2024 2:25:11
Зависят они от лексических и грамматических признаков этой части речи...
13 03 2024 9:21:29
В статье содержится краткая информация о религии Японии...
12 03 2024 20:40:12
Прочитав статью, вы узнаете, что это такое, ознакомитесь с особенностями употрeбления однородных члeнов предложения, а также правилами пунктуации при их написании...
10 03 2024 21:33:24
Рассказывает о составе населения и основной религии...
09 03 2024 0:45:57
В современной географической науке под культурным ландшафтом понимается ландшафт, появившейся в результате целенаправленной преобразовательной деятельности человека, направленной на удовлетворение тех или иных пpaктических и духовных потребностей...
07 03 2024 18:38:53
Это небольшая территория, где обитают колонии пингвинов, стала излюбленным местом туристов...
06 03 2024 19:25:37
Наиболее известен как лучший игрок NBA 2001 года...
05 03 2024 11:31:49
В этом же году были получены данные, что они выполняют важные функции в обмене веществ – являются центрами биосинтеза белка...
04 03 2024 5:41:31
, ряде экономических изменений, возникновения новых способов владения земельными наделами...
03 03 2024 23:44:28
Наиболее известен как принимающий комaнды «Сан-Франциско фортинайнерс» (San Francisco 49ers) с 1985 по 2000 год...
02 03 2024 19:10:50
В зависимости от действия системы выделяют неспецифический и специфический иммунитет...
01 03 2024 6:46:56
Детство Михаил Ломоносов родился в деревне Мишанинской Куростровской волости Двинского уезда Архангелогородской губернии (Архангельская область) в зажиточной семье помора Василия Дорофеевича (1681—1741) и дочери просвирницы погоста Николаевских Матигор, Елены Ивановны (урождённой Сивковой) Ломоносовых...
29 02 2024 8:52:14
В речевой конструкции они указывают на лица или явления, но не называют их...
28 02 2024 11:47:59
Такой процесс деления в биологии называют митозом...
27 02 2024 21:31:38
В статье приведена удобная таблица с полным перечнем постоянных и непостоянных признаков причастий с примерами...
26 02 2024 18:26:58
В 1900 году в биографии Дуайта Фили Дэвиса был окончен Гарвардский университет...
25 02 2024 5:16:24
22 декабря 1937) – писатель, сценарист и телеведущий, лауреат многих наград и премий в области литературы...
24 02 2024 2:45:25
Является автором учения о высшей нервной деятельности и физиологии пищеварения, основателем самой крупной физиологической школы в России...
23 02 2024 11:51:21
Она на сегодняшний день является крайне нeблагоприятной...
22 02 2024 9:57:42
Великая Северная война, которую изучают по истории в 8 классе открыла путь к Балтике и способствовала «превращению» России в империю...
21 02 2024 7:41:52
Длина его превышает 2,5 тысячи километров...
19 02 2024 6:32:14
Чтобы дать полную информацию о континенте, необходимо составить план описания Северной Америки...
16 02 2024 22:40:57
Казалось, сожженная и разоренная русская земля никогда уже не возродится, однако несчастья не сломили славян...
15 02 2024 9:34:38
Еще в древние времена обмен был важной составляющей взаимодействия между группами...
14 02 2024 21:56:13
Роль их настолько велика, что для многих от них зависит счастье и успех...
13 02 2024 3:39:48
В ней школьный учитель изготавливал метамфетамин и превратился в криминального авторитета...
10 02 2024 21:11:42
Узнаем кратко о гражданском обществе и правовом государстве...
09 02 2024 3:38:58
Значительны в Российской Федерации и запасы пресных вод...
08 02 2024 15:20:31
Взаимодействие человека и природы, которое становится все активнее, привело к нарушениям экосистемы, многие из которых являются необратимыми...
07 02 2024 21:35:43
Самым крупным городом этого района, занимающего более 167 тысяч кв...
06 02 2024 10:48:56
В статье приведены правила его написания в предложении, исключения из правил, а также различные варианты использования деепричастного оборота...
05 02 2024 23:34:36
Биография Алтеи Гибсон известна как первой черной женщины, которая выиграла открытый чемпионат США...
04 02 2024 7:12:21
Оно формировалось и развивалось на протяжении большого промежутка времени и являлось фундаментом римской и современной культуры...
03 02 2024 16:17:17
Открытие новых земель, торговых путей и более удобных морских маршрутов позволило развить торговлю и общественные связи между странами и континентами, развить многие науки, расширить представление людей об устройстве мира...
02 02 2024 4:18:31
В этой статье вы узнаете, так ли это на самом деле и на каких признаках основывается данная версия...
01 02 2024 14:17:53
Выделяют несколько природных зон субтропического пояса, обладающих сходным климатом...
29 01 2024 15:15:39
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 ::