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:
Благодаря своей внушительной площади, материк Евразия обладает самыми значимыми природными объектами и высокой численностью населения...
19 04 2024 16:16:42
В ходе эволюции живые организмы смогли приспособиться к условиям обитания, которые, порой, бывают весьма суровыми...
18 04 2024 12:56:27
В его основные функции входит фотосинтез и испарение воды...
17 04 2024 20:22:24
Из-за относительно небольших его размеров большинство стран континента имеет выход к океаническим водам...
16 04 2024 1:10:42
Это связано с биологическими и социальными особенностями человеческой жизни...
14 04 2024 16:53:37
Обитатели леса способны жить по соседству, не мешая друг другу...
13 04 2024 21:34:17
Биография Майкла Фелпса наиболее известна как история спортсмена, выигравшего восемь золотых медалей на Олимпиаде в Пекине в 2008 году...
09 04 2024 23:24:29
Вещества, попавшие в кровь, лимфу или тканевую жидкость воздействуют на клетки, стимулируя их деятельность (рост, деление, сокращение)...
08 04 2024 7:26:20
А ещё он владеет “Trump Plaza” и ведёт реалити-шоу на “NBC” под названием «Ученик знаменитости»...
06 04 2024 15:24:58
Каждая зона отличается строением, длиной, функцией...
05 04 2024 8:57:26
С их помощью люди решают почти все свои хозяйственные нужды: строят, отапливают помещения, ездят на трaнcпорте, создают много полезных бытовых вещей...
04 04 2024 2:29:36
Окружающий нас мир невероятно разнообразен и представлен живыми и неживыми объектами природы...
03 04 2024 23:58:12
Биография Чезаре Джузеппе известна благодаря выдающимся фрескам в капители, капелле Боргезе, церкви Санта-Марии Маджоре в Риме...
02 04 2024 2:22:46
Здоровье – это самое ценное, что есть у человека, ведь его не купишь ни за какие богатства мира...
01 04 2024 11:51:22
Именно её наличие свидетельствует о более сложном строении организма...
31 03 2024 17:48:28
Долгое время угольная промышленность занимала лидирующие позиции, однако ей пришлось уступить пальму первенства нефти и газу...
30 03 2024 9:28:26
Для ее сохранения в первозданном виде были созданы заповедники, охватывающие большие территории...
28 03 2024 21:35:34
Какие же озера удостоены чести называться великими, какова история их возникновения, и где они расположены узнаем в данной статье...
27 03 2024 17:40:45
Основным ее элементом является вода, которая представлена в трех агрегатных состояниях: газообразном, твердом и жидком...
26 03 2024 16:26:29
Но в силу особенностей своего географического положения, далеко не каждое из них имеет собственный выход к морю...
25 03 2024 1:25:25
Для какой территории хаpaктерен такой тип почвы и какими особенностями она обладает? ...
24 03 2024 21:49:45
Сын известного художника,графика Антощенко-Оленева Валентина Иосифовича...
23 03 2024 21:21:31
В свою очередь, природа может живой и неживой...
22 03 2024 5:15:15
Именно в этот исторический период их количество значительно превышало количество государств христианских...
21 03 2024 5:36:51
Именно здесь находится рубеж, отделяющий Европу от Азии...
20 03 2024 10:27:56
Жиры содержатся во всех живых клетках, выполняют функции естественного барьера, ограничивая проницаемость клеток, входят в состав гормонов...
19 03 2024 20:24:53
Данную эпоху связывают с завершением Ледникового периода на территории Европы и исчезновением привычных для древних людей животных и раститений...
17 03 2024 1:40:46
В условиях увеличения численности населения планеты только так можно остановить массовое уничтожение природных богатств, флоры и фауны...
16 03 2024 10:27:50
К нему относят такие классы: насекомые, высшие paки, паукообразные, трилобиты и многие другие...
15 03 2024 18:48:11
В отместку за свою правозащитную деятельность и критику талибов была ранена боевиками “Талибана”...
14 03 2024 17:48:48
В данной статье представлены различные группы местоимений-существительных, их грамматические признаки с примерами...
13 03 2024 18:45:39
О том, как происходила модернизация японского общества, узнаем ниже...
12 03 2024 14:38:51
Оно оказало существенное влияние на развитие Запада и Востока...
11 03 2024 8:42:15
Под влиянием первобытного искусства и сюрреализма Миро, в биографии Баумайстера были созданы многие абстpaкции...
10 03 2024 20:49:35
В статье рассмотрены процессы, которые оказали существенное влияния на формирование ландшафта Западно-Сибирской равнины...
09 03 2024 11:56:50
При рождении в биографии Серия Радонежского было получено имя Варфоломей...
07 03 2024 21:57:52
Рассказывает о его специфике и темпах роста в плане основных факторов развития и освоения территорий в их современном виде и состоянии...
05 03 2024 1:39:43
04 03 2024 10:38:33
Указывает на входящие в структуру отрасли дополнительные элементы...
03 03 2024 11:12:13
Кроме Америки, она также сильно затронула Германию, Францию и Канаду...
01 03 2024 0:34:35
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 ::