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:
Являясь частью материнского организма, оно одновременно содержит в себе зачаток дочернего...
19 04 2024 3:26:21
Большую популярность ей принес сериал «Интерны»...
18 04 2024 19:28:15
Помогают выражать различные чувства и эмоции междометия – лексико-грамматический класс неизменяемых слов и словосочетаний...
17 04 2024 20:48:29
Автор более 400 стихотворений...
16 04 2024 19:28:47
Среди всех лесов планеты, она занимает самую большую часть – 17% суши всей планеты – это тайга...
15 04 2024 13:21:44
В ее рельефе преобладают плато, горы и низменности...
14 04 2024 13:31:40
Благодаря ей на земном шаре стала возможна жизнь, ведь все живые существа – люди, растения, животные – нуждаются в воздухе...
13 04 2024 12:27:42
Ослабление государственного контроля над внутриполитической жизнью страны привело к развитию нового политического движения – либерализма...
11 04 2024 19:12:30
Вместе с тем, каждая система органов достигла у млекопитающих вершины развития и имеет уникальные особенности...
10 04 2024 21:54:52
При рождении в биографии Кордобеса было получено имя Мануэль Бенитез Перез...
09 04 2024 11:17:59
08 04 2024 16:55:42
Однако каждое царство имеет свои особенности...
07 04 2024 19:33:32
Это государство, которое занимало территорию сегодняшних Израиля, Сирии и Палестины, построило мощную цивилизацию на фундаменте морской торговли и ремесел...
06 04 2024 18:44:30
На самом деле, Будущее Простое и Будущее Длительное необходимы для описания действий, отличающихся по хаpaктеру...
05 04 2024 19:59:21
Отношения между члeнами семьи регулируются не только нормами морали, но и государством...
04 04 2024 4:49:34
При этом они не функционируют сугубо автономно, но постоянно взаимодействуют...
03 04 2024 9:26:47
Рельеф – эта постоянно изменяющаяся форма земной поверхности или совокупность неровностей земной поверхности, различающихся происхождением, размером и возрастом...
02 04 2024 3:46:11
Развитие последних невозможно без развития металлургии, которая в свою очередь является основой машиностроения...
30 03 2024 19:55:25
Жена известного режиссера Федора Бондарчука...
29 03 2024 7:49:15
Хорошо сложенный, остроумный, чрезвычайно популярный спортсмен быстро получил признание публики...
28 03 2024 1:23:44
В 4 классе проходит изучение физической карты европейского материка...
27 03 2024 16:54:18
Формирует представление об этническом составе страны...
26 03 2024 6:30:36
В дальнейшем, ученики углубляют свои знания по теме и систематизируют их...
25 03 2024 8:33:54
Каковы его особенности и химические свойства рассмотрим в данной статье...
24 03 2024 22:46:21
Линия фронта в этой войне проходила не через поля и леса, а в душах и умах людей, заставляя брата стрелять в брата, а сына поднимать саблю на отца...
23 03 2024 8:41:44
Она подарила миру уникальную культуру, которая и по сей день не перестает удивлять и восхищать...
22 03 2024 4:35:58
Известными представителями паукообразных являются клещи, пауки и скорпионы...
20 03 2024 6:37:26
Новые земли начали активно осваивать европейские державы, которые положили начало образованию США...
19 03 2024 17:13:29
Биография Джона Дэйли известна как одного из любимых народом игроков в гольф...
18 03 2024 3:21:23
Общество стремится к его созданию, по-особому организуя свою деятельность...
17 03 2024 5:17:47
За последние несколько сотен лет было полностью уничтожено огромное количество видов животных и растений, и восстановить их популяции уже невозможно...
16 03 2024 8:40:26
Они являются его субъектами...
15 03 2024 21:32:49
Рассмотрим данный тезис на примерах суффиксов прилагательных в английском языке...
13 03 2024 1:18:12
Биография Горди Хоу известна как история одного из величайших нападающих за всю историю игры...
12 03 2024 10:24:54
В честь Ливингстона в Африке названы города, водопады и даже горы...
11 03 2024 2:13:49
Хотя большая часть его находится в экваториальном и тропическом поясах...
10 03 2024 18:27:42
Роль их настолько велика, что для многих от них зависит счастье и успех...
09 03 2024 4:32:58
Она стала известной благодаря своему модернистскому роману “Найтвуд” (“Nightwood”) (1936), который по ужасу и упадку можно было бы сравнивать с изданной книгой Т...
07 03 2024 5:18:29
Материал содержит ответы на вопросы, которые могут стать причиной масштабной катастрофы в рамках всего человечества...
06 03 2024 2:48:24
Связь строится на постоянстве отношений и обязательности присутствия элементов в любом виде общественного устройства...
05 03 2024 18:11:14
Не меньшую ценность представляют и природные богатства, которые также нуждаются в самом бережном отношении...
04 03 2024 6:39:45
В данной статье рассмотрены все вопросы, касающиеся деепричастного оборота с приведением наглядных примеров...
03 03 2024 16:38:42
В большинстве случаев на это влияет разряд самого числительного...
01 03 2024 14:40:48
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 ::