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:
...
01 05 2024 18:18:33
Но они не могут существовать без внешней формы, оформления их в виде письменных документов, которые в своей совокупности составляют источники финансового права...
29 04 2024 0:59:46
Впервые формулировка прозвучала в 1866 году...
28 04 2024 7:55:53
Моря и океаны не изолированы друг от друга, а едины и составляют то, что называют Мировым океаном...
27 04 2024 23:40:11
Материковая — это суша и на ней есть горы, равнины и низменности – их видно и всегда можно по ним пройти...
26 04 2024 4:37:39
Основные процессы метаболизма – ассимиляция и диссимиляция, тесно взаимосвязанные между собой...
25 04 2024 3:31:50
Новые земли начали активно осваивать европейские державы, которые положили начало образованию США...
24 04 2024 18:18:46
Его творчество не утратило своей актуальности и сегодня...
23 04 2024 14:40:34
В данной статье мы кратко расскажем о строении и функциях отделов головного мозга человека...
22 04 2024 10:27:43
В обществознании существует несколько понятий, относящихся к человеку...
20 04 2024 12:45:47
Биография Лэнса Армстронга наиболее известна как биография семикратного победителя Тур-де-Франц...
19 04 2024 17:46:44
Его основная функция – поглощение почвенной воды с растворёнными в ней минеральными веществами...
18 04 2024 9:44:23
Однако зарождением этой авторитарной националистической политики мир обязан Италии...
17 04 2024 1:45:42
Он растянут во времени и состоит из двух фаз...
16 04 2024 0:16:48
Развитие последних невозможно без развития металлургии, которая в свою очередь является основой машиностроения...
15 04 2024 15:11:20
Родился Николай 24 апреля 1903 года поблизости Казани...
14 04 2024 0:17:51
На основе палеонтологических, генетических, археологических данных были выявлены стадии антропогенеза...
13 04 2024 7:53:35
Образование того или иного типа зависит от климатического пояса, температуры и природных условий в целом...
12 04 2024 14:16:42
Мы расскажем обо всех отличительных признаках данного типа, укажем на их особенности...
11 04 2024 22:24:47
Расположено между северными берегами Сибири на юге, полуостровом Таймыр, островами Северная Земля на западе и Новосибирскими островами на востоке, а свое название получило в честь российских полярных исследователей — двоюродных братьев Дмитрия и Харитона Лаптевых...
10 04 2024 15:29:11
Это открытие о растяжении пружины является одним из законов теории упругости и выполняет важную роль в науке и технике...
08 04 2024 22:23:53
australis – «южный») – самый маленький материк Земли, который расположен одновременно в Восточном и Южном полушарии...
05 04 2024 2:56:16
Обычно, разные части рельефа обозначаются разными цветами: леса – темно-зеленые, пустыни – желтые, а горы – коричневые...
04 04 2024 10:33:20
поисковую систему “Google”...
03 04 2024 23:19:15
Она является одним из знаменитых объектов мира...
01 04 2024 11:22:46
Так кто же являлся организатором этой революционной борьбы? Разберемся ниже...
31 03 2024 6:49:35
Черные металлы продолжают удерживать пальму первенства среди других металлов, поскольку они являются главными конструкционными материалами...
28 03 2024 11:18:59
В это время года царит отличная погода, природа щедро одаривает изобилием полезных ягод, фруктов и овощей, летом можно ходить в походы, купаться в речке и море, подолгу гулять на улице...
26 03 2024 16:21:53
Новые тенденции в европейской культуре были названы эпохой Просвещения...
25 03 2024 16:34:22
Кайт младший) (1949) – американский игрок в гольф, родился в городе Остин, штат Техас...
23 03 2024 4:50:31
Проявление таких ограничений связано с выработкой приспособленности одной популяции к жизни в одном ареале и свидетельствует об образовании отдельного подвида или вида...
22 03 2024 8:17:52
Основы ее устройства фиксирует Конституция Российской Федерации...
21 03 2024 0:42:51
Первые годы жизни Флойда Петтерсона были проведены в Бруклине, штат Нью-Йорк...
20 03 2024 2:31:10
Рельеф Африки достаточно сложен, хотя здесь и нет высоких горных цепей и низменностей...
19 03 2024 21:50:14
Прославился в таких областях знаний, как: астрономия, геология, приборостроение, география и многих других...
17 03 2024 20:37:19
Посвятив десять лет изучению Арктики, он внес большой вклад в развитие географии Советского севера...
16 03 2024 19:12:47
Оно прославилось своими достижениями в сфере мореплавания...
15 03 2024 11:52:58
Родился Стендаль 23 января 1783 года в городе Гренобль...
14 03 2024 16:39:50
Человек, появившийся в природе пpaктически последним среди других классов живых существ, стал изменять все вокруг себя...
13 03 2024 4:45:44
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 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Основные природные зоны Канады
Самая краткая биография Андерсена
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Самая краткая биография Грига
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Богатство (обществознание, 5 класс)
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Причастие и деепричастие – отличия
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Интересные факты о лебедях
Самая краткая биография Марко Поло
Истории различных видов трaнcпорта (2 класс, окружающий мир)
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Интересные факты о Северной Америке
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится
Естественный и искусственный отбор – сравнение в таблице