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.
По дальности перевозок она во многом уступает таким гигантам как Россия и США, однако является лидером по интенсивности движения, качеству трaнcпорта и роли в транзитных и международных перевозках...
06 05 2024 22:36:48
Используя план описания физико-географического расположения континента, узнаем его протяженность, особенности рельефа и природы, узнаем крайние точки, познакомимся с водными ресурсами...
05 05 2024 12:24:13
Строение и функции клеточного центра связаны с делением клетки...
04 05 2024 11:34:55
Каким же образом правильно записать формулу и не ошибиться в индексе химического элемента? Это легко сделать, если иметь представление, что такое валентность...
03 05 2024 21:28:29
Это огромный исторический пласт, который берет свое начало с появления древнейших людей и заканчивается возникновением государств и цивилизаций...
01 05 2024 19:48:27
Увлечение гонками у сэра Малькольма Кэмпбелла проявилось еще в отрочестве...
30 04 2024 5:33:20
Оксиды могут быть солеобразующими и несолеобразующими: одним из видов солеобразующих оксидов являются основные оксиды...
28 04 2024 13:48:21
Родился в Симбирске, сейчас Оренбургская область...
27 04 2024 23:35:54
В данной статье мы кратко и понятно постараемся объяснить, какие процессы происходят во время деления клетки, расскажем о биологическом значении митоза...
26 04 2024 13:49:53
Леонид Арнольдович Федун построил головокружительную карьеру предпринимателя и вице-президента «Лукойла», но все могло быть совершенно по-другому...
25 04 2024 11:47:14
Однако даже в наши дни происходит непрерывное развитие форм рельефа...
24 04 2024 16:19:38
Существует две теории образования Древнерусского государства: норманнская и антироманнская...
23 04 2024 3:35:42
Они совмещают в себе признаки наречий и местоимений, и чаще всего употрeбляются в предложении в виде обстоятельств...
22 04 2024 9:58:41
Он был меценатом, а также почетным члeном римской, парижской и амтердамской Академий художеств...
21 04 2024 7:43:57
Познавательная деятельность человека имеет целенаправленный и систематический хаpaктер...
20 04 2024 10:48:58
В этой статье мы разберёмся, что включает в себя данное понятие, узнаем какова роль популяции в эволюционном процессе...
19 04 2024 15:10:39
Рассмотрим кратко понятие духовной культуры общества...
17 04 2024 22:14:15
Территории, обладающие общими условиями, называются природными зонами...
16 04 2024 23:26:54
Правописание наречий в этом случае зависит от той или иной приставки в слове...
13 04 2024 20:47:20
Затронуты сложные случаи постановки знаков препинания при использовании разных способов связи однородных члeнов, а также особенности пунктуации при употрeблении обобщающих слов...
12 04 2024 5:18:16
...
11 04 2024 1:44:51
Но не меньшую ценность представляют и шедевры, созданные матушкой-природой...
09 04 2024 22:44:24
Степи широко распространены на всех частях суши, кроме Антарктиды...
07 04 2024 18:18:33
Аналогов ему нет в русском языке...
05 04 2024 22:24:34
Интересно, что существительные в творительном падеже могут иметь разные значения, которые подробно описаны здесь...
04 04 2024 21:38:36
При рождении он получил имя Джон Артур Джонсон...
03 04 2024 18:29:12
Дать исчерпывающую информацию об исследователях, которые внесли научный вклад, чьи имена известны каждому...
01 04 2024 6:19:27
Ее дебютный альбом 2010 года “Pink Friday” и ее сингл “Your Love” возглавили чарты Billboard...
31 03 2024 16:23:26
Это условное название было дано этническим перемещениям славян, сарматов, гуннов, германцев и некоторых других племен на территорию Римской империи...
29 03 2024 0:15:49
Продолжительность цикла у разных клеток отличается...
28 03 2024 5:31:15
Все здесь кажется таким привычным и известным, но каждый предмет в доме может быть не только полезным, но и опасным для здоровья и даже жизни...
27 03 2024 2:52:51
В силу огромной территории природные зоны Дальнего Востока отличаются многообразием и уникальностью ландшафтов, флоры и фауны...
26 03 2024 19:17:46
Они по значению относятся к «похожим» временам, переводятся на русский язык глаголами прошедшего времени, но главное – им нет соответствий в русском языке...
24 03 2024 5:42:39
Наиболее известна как китайско-американская пятикратная чемпионка мира по фигурному катанию...
23 03 2024 7:27:20
Позволяет составить представление о природных ресурсах и специфике животного мира Средней Сибири...
22 03 2024 9:38:28
Родился 12 сентября 1906 года в Петербурге...
20 03 2024 12:10:45
...
19 03 2024 20:17:50
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 ::
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Андерсена
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Основные природные зоны Канады
Ганс Христиан Андерсен биография кратко для детей и интересные факты
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Богатство (обществознание, 5 класс)
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Самая краткая биография Грига
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Разряды местоимений- таблица видов с примерами в русском языке
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Строение глаза и функции его частей в таблице
Определение, примеры, виды и формы комменсализма
Самая краткая биография Марка Твена
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Северный Ледовитый океан – площадь и географическое положение, какие берега омывают воды
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Витамины (таблица по биологии, 8 класс)
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Виды мутаций в таблице – хромосомные, генные и геномные (10 класс, биология)
Непроизводные и производные междометия, таблица с примерами
Самая краткая биография Марко Поло
Склонение числительных по падежам – таблица особенностей и примеров онлайн
Причастие и деепричастие – отличия
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Хаpaктеристика природных зон, описание и виды (7 класс) по географии
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира