Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется > Эрудит - интересные факты
Эрудит - интересные факты    


Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется

Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется

Закон Гука был открыт в XVII веке англичанином Робертом Гуком. Это открытие о растяжении пружины является одним из законов теории упругости и выполняет важную роль в науке и технике.

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.


Части растения (3 класс, окружающий мир) – из каких состоит, свойства и значение

Части растения (3 класс, окружающий мир) – из каких состоит, свойства и значение Они могут очень сильно отличаться между собой: одни из них – настоящие гиганты, другие – крошечные карлики, едва заметные глазу, но всех их объединяет одно – общее строение...

26 04 2024 17:13:16

Первые известия о Руси (история, 6 класс)

Первые известия о Руси (история, 6 класс) Они велись монахами во Франкской империи...

25 04 2024 15:40:31

Крито-микенский период Древней Греции кратко

Крито-микенский период Древней Греции кратко В античной истории особе место занимает крито-микенский период Древней Греции...

24 04 2024 16:59:31

Рихард Вагнер биография кратко, творчество композитора

Рихард Вагнер биография кратко, творчество композитора В биографии Вагнера имеется немало достижений...

21 04 2024 14:46:17

Климат Южной Америки, в каких климатических поясах расположена

Климат Южной Америки, в каких климатических поясах расположена Большая его часть находится в экваториальном поясе, субтропиках и тропиках...

20 04 2024 12:18:33

Углекислый газ – формула, молярная масса, физические свойства (8 класс, химия)

Углекислый газ – формула, молярная масса, физические свойства (8 класс, химия) Так какими же свойствами обладает этот газ, и каковы области его применения? ...

19 04 2024 1:48:22

Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится

Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится Расположен он на северо-западе России, в устье реки Невы и на побережье Финского залива...

18 04 2024 2:15:27

Мировое хозяйство – структура и глобальная система, как сложилось в XX веке

Мировое хозяйство – структура и глобальная система, как сложилось в XX веке Их связывают политические и экономические отношения, географическое разделение труда и прочие факторы...

17 04 2024 4:39:31

Самая краткая биография Теслы

Самая краткая биография Теслы Родился Никола Тесла в селе Смиляны в Австро-Венгрии в семье священника...

16 04 2024 7:55:24

Среднее значение солености мирового океана кратко

Среднее значение солености мирового океана кратко Объясняет причину неоднородности распределения солей в акваториях...

15 04 2024 19:34:20

Переходные природные зоны России (4 класс), зона лесостепей как промежуточная

Переходные природные зоны России (4 класс), зона лесостепей как промежуточная Преобладание равнинного рельефа и большая протяженность территории делает зональность ярко выраженной...

14 04 2024 17:34:29

Краткая биография Баха – интересное о творчестве композитора Иоганн Себастьяна Баха

Краткая биография Баха – интересное о творчестве композитора Иоганн Себастьяна Баха Творчество Баха включает в себя более 1000 произведений различных жанров...

13 04 2024 14:18:22

Таблица “Природные зоны мира” (8 класс), хаpaкетристика Земли по географии

Таблица “Природные зоны мира” (8 класс), хаpaкетристика Земли по географии Они имеют строгую географическую привязку по широте (есть природные зоны высоких широт и низких широт) и обладают рядом уникальных хаpaктеристик...

10 04 2024 5:46:13

Топливная промышленность России – энергетическая отрасль природных ресурсов

Топливная промышленность России – энергетическая отрасль природных ресурсов Какие же главные отрасли топливной промышленности выделяют , и насколько развиты они в России? ...

09 04 2024 20:12:43

Употрeбление личных местоимений в речи

Употрeбление личных местоимений в речи В данной статье в таблице приведены особенности использования личных местоимений с наглядными примерами...

08 04 2024 19:15:12

Счет лет в истории (5 класс)

Счет лет в истории (5 класс) Это невозможно было бы выяснить без хронологии...

07 04 2024 8:19:34

Природно-климатические условия Древнего Китая – кратко о климате (5 класс, история)

Природно-климатические условия Древнего Китая – кратко о климате (5 класс, история) Большая территория империи определила разнообразие климатических особенностей и природных условий, благодаря которым стало возможным становление и развитие древнего государства...

06 04 2024 16:46:22

Тире в однородных предложениях с примерами

Тире в однородных предложениях с примерами При однородных члeнах предложения может употрeблляться обобщающее слово, выражающее их общее значение...

05 04 2024 4:10:33

Политика и власть (тема обществознания, 9 класс)

Политика и власть (тема обществознания, 9 класс) Мы слышим о них по телевидению, радио, читаем в газетах...

04 04 2024 8:55:44

Земледелие Северной Америки

Земледелие Северной Америки Земледелие Северной Америки очень развито, особенно это видно по таким развитым странам, как Канада и Соединенный Штаты Америки...

02 04 2024 7:32:33

Общество как сложная динамическая система – кратко о развитии и представлении (обществознание, 10 класс)

Общество как сложная динамическая система – кратко о развитии и представлении (обществознание, 10 класс) При этом общество не стоит на месте, оно подвержено постоянным изменениям, развитию...

01 04 2024 5:58:17

Исаак Левитан краткая биография художника для детей, картины и творчество

Исаак Левитан краткая биография художника для детей, картины и творчество Известен как мастер “пейзажных настроений”...

31 03 2024 15:26:19

Страны Северной Европы и их столицы списком, развитие севера (география, 7 класс)

Указывает на отличительные черты, которые отличают государства региона от остальных европейских государств...

30 03 2024 0:54:53

Сонни Листон (Sonny Liston) краткая биография боксера

Сонни Листон (Sonny Liston) краткая биография боксера При рождении он получил имя Чарльз Листон...

29 03 2024 20:27:28

Животные Северной Америки – какие представители обитают, эндемики

Животные Северной Америки – какие представители обитают, эндемики Она уникальна тем, что лежит во всех климатических поясах кроме экваториального...

28 03 2024 13:42:20

Крестовые походы кратко в таблице – страны, города, даты (история, 6 класс)

Это были военно-колонизаторские войны в странах Ближнего Востока под религиозными лозунгами борьбы христиан против «неверных», то есть мусульман...

26 03 2024 18:56:14

Население Южной Америки (7 класс) – размещение на материке, коренные народы

Население Южной Америки (7 класс) – размещение на материке, коренные народы Оно состоит из представителей самых различных рас, которые в разные периоды истории осваивали этот континент...

25 03 2024 8:21:59

Фараоны Древнего Египта – список и описание (5 класс)

Фараоны Древнего Египта – список и описание (5 класс) Но потом боги покинули Египет, оставив на своем месте фараонов – своих сыновей...

24 03 2024 5:29:20

Джордж Формен (George Foreman) краткая биография боксера

Джордж Формен (George Foreman) краткая биография боксера Наиболее известен как 46-летний чемпион в категории тяжелого веса...

21 03 2024 17:58:48

Самая краткая биография Карла Великого

Самая краткая биография Карла Великого По мнению ученых, Карл родился 2 апреля 742 года...

20 03 2024 9:54:30

Природная зона Волгограда – в какой зоне находится Волгоградская область

Природная зона Волгограда – в какой зоне находится Волгоградская область Находится она на юго-западе России и имеет форму квадрата с длиной стороны более 400 км...

19 03 2024 19:57:39

3 склонение имен существительных – таблица примеров падежных окончаний существительных третьего склонения для 4 класса

3 склонение имен существительных – таблица примеров падежных окончаний существительных третьего склонения для 4 класса Здесь вы узнаете, какие падежные окончания имеют существительные данного типа склонений, найдёте примеры к различным числовым формам...

18 03 2024 14:19:47

Горан Иванишевич (Goran Ivanisevic) краткая биография теннисиста

Горан Иванишевич (Goran Ivanisevic) краткая биография теннисиста Биография Горана Иванешевича наиболее известна как биография чемпиона Уимблдона 2001 года...

17 03 2024 19:36:12

Биография Александра Гареза

Биография Александра Гареза 1968, 11 июля) — юрист, инвестор, предприниматель...

16 03 2024 2:38:49

Полезные ископаемые – почему надо беречь (3 класс) и их свойства

Полезные ископаемые – почему надо беречь (3 класс) и их свойства Во всем мире геологи занимаются поиском новых месторождений минеральных ресурсов...

15 03 2024 23:44:13

Великобритания – столица, королева и площадь

Великобритания – столица, королева и площадь Содержит информацию о политическом устройстве страны...

14 03 2024 20:58:27

Природная зона чернозема, для какой зоны хаpaктерны черноземные почвы

Богатый органическим веществом – гумусом – он создает оптимальные условия для полноценного роста и развития всех видов растений...

12 03 2024 11:38:23

Бассейн Северной Америки – омывающие воды, течения, проливы, заливы и океаны

Бассейн Северной Америки – омывающие воды, течения, проливы, заливы и океаны Все они относятся к бассейнам трех океанов, которые омывают материк, – Атлантического океана, Тихого океана и Северного Ледовитого океана...

10 03 2024 11:58:26

Минеральные ресурсы России – тема по видам

Минеральные ресурсы России – тема по видам С их помощью можно развить различные отрасли промышленности, модернизировать социальную сферу...

08 03 2024 2:30:37

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 ::