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.
Благодаря памяти человек приобретает индивидуальный жизненный опыт...
27 03 2024 3:27:14
Самым крупным городом этого района, занимающего более 167 тысяч кв...
25 03 2024 16:31:46
Наиболее известен как лидирующий в профессиональном гольфе игрок, одержавший 14 высших званий...
24 03 2024 17:39:24
Так, в результате внешнего воздействия со временем образуются метаморфические горные породы...
23 03 2024 9:17:11
Вступление в Антанту в 1907 году могло решить этот вопрос в условиях войны с Тройственным союзом...
22 03 2024 1:37:45
В предложениях они отвечают на определенные вопросы и имеют общее значение...
21 03 2024 18:38:33
Во многих из них используются числительные...
20 03 2024 21:53:16
Негативные тенденции и появление глобальных проблем, таких как загрязнение пресной воды или уменьшение озонового слоя, заставили человечество создавать специальные механизмы защиты окружающей среды...
19 03 2024 8:58:56
Цель метаболизма – создание сложных веществ и снабжение организма энергией...
18 03 2024 19:44:37
В конце тринадцатого века он совершил, по тем временам, невероятный по дальности и длительности поход на Восток...
16 03 2024 15:17:57
Его жизнь действительно не насыщена событиями, но однообразной и предсказуемой ее назвать никак нельзя...
15 03 2024 21:18:18
Это огромная территория, на которой находится большое количество государств...
14 03 2024 20:46:10
Наиболее известен как кудрявый бразильский полузащитник «Барселоны»...
13 03 2024 7:55:38
В статье приведен подробный план разбора местоимений, а также наглядные примеры...
12 03 2024 11:56:29
«Отцом» данного термина является известный учёный-географ А...
09 03 2024 23:32:46
В данной статье рассмотрены все вопросы, касающиеся деепричастного оборота с приведением наглядных примеров...
08 03 2024 8:25:51
Открытый позже остальных материков он до сих пор является объектом многочисленных исследований, проводимыми экспедициями разных стран...
07 03 2024 15:27:46
Как она возникает, от чего зависит, куда направлена? Прочитав статью, вы узнаете ответы на эти вопросы...
06 03 2024 10:43:45
Не будь плодородной почвы на планете, растительный и животный мир был бы невероятно бедным, а рельеф земного шара – однообразным...
05 03 2024 7:57:51
Из-за ее непоследовательности она вызывала критику как со стороны помещиков, так и со стороны крестьян...
04 03 2024 18:12:39
Он был меценатом, а также почетным члeном римской, парижской и амтердамской Академий художеств...
03 03 2024 22:51:14
В статье подробно описано, что обозначает местоимение в речевых конструкциях, приведены различные варианты его использования с примерами...
01 03 2024 3:48:59
В данной статье подробно описан план грамматического разбора причастия с приведением наглядных примеров...
29 02 2024 15:41:43
Родился 19 февраля 1473 года в Торуне, Польша...
28 02 2024 9:26:45
Всего в регионе проживает 9% от общего количества жителей планеты, то есть численность населения Зарубежной Европы – около 500 млн...
27 02 2024 3:21:32
Ее нижняя граница находится приблизительно на 71 параллели, так, где остров Врангеля...
26 02 2024 8:26:37
Основными в хозяйстве Зарубежной Европы являются экспорт товаров и услуг, промышленное и сельскохозяйственное производство, развитие международного туризма...
25 02 2024 3:34:58
Оказавшись во главе двух экспедиций на Камчатский полуостров, Беринг внес большой вклад в развитие географии в России...
24 02 2024 6:18:32
Каждая зона отличается строением, длиной, функцией...
23 02 2024 4:43:43
После того, как он привел Чехословакию к единственному в истории страны званию чемпиона кубка Дэвиса в 1980, спортсмен переехал в США...
22 02 2024 8:59:33
Если без пищи или воды человек может какое-то время просуществовать, то без кислорода не продержится больше 5-7 минут...
21 02 2024 2:31:42
Музыкальный талант у нее появился еще в раннем возрасте...
20 02 2024 5:13:41
Самые известные из них – клещи, скорпионы и пауки...
19 02 2024 11:59:35
Эта способность отличает птиц от других групп животных...
18 02 2024 6:39:34
Оксиды могут быть солеобразующими и несолеобразующими: одним из видов солеобразующих оксидов являются основные оксиды...
17 02 2024 6:48:29
Материковая — это суша и на ней есть горы, равнины и низменности – их видно и всегда можно по ним пройти...
15 02 2024 16:51:32
Если применить эту мысль к грамматике, то все оказывается верным: исключения множественного числа существительных в английском языке не мешают основному правилу...
14 02 2024 5:23:23
Материал содержит историческую справку, которая указывает на температурные рекорды Антарктиды...
13 02 2024 1:25:13
Перо птицы имеет особенное строение, которое помогает при полете...
12 02 2024 1:53:24
В этой статье описаны варианты их значений, а также способы определения родительного падежа с правописанием окончаний, в зависимости от склонения и числа существительного...
10 02 2024 23:26:56
Одним из разновидностей избирательных систем, выработанных на протяжении долгого времени, является мажоритарная избирательная система...
09 02 2024 12:36:28
Для выживания и поддержания жизни листья преобразились в колючки, усики, мясистые пластинки и даже в ловушки для насекомых...
08 02 2024 12:10:39
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 ::