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:
Так что же такое молярная масса, и какова ее размерность? ...
18 04 2024 2:16:57
Отмену крепостного права в России тесно связывают с именем Александра...
17 04 2024 4:46:37
В статье приведены способы определения условного наклонения глаголов, представлена удобная таблица с примерами...
16 04 2024 14:44:13
Его значение – в разностороннем обеспечении жизни на Земле...
15 04 2024 8:36:18
Дать исчерпывающую информацию об исследователях, которые внесли научный вклад, чьи имена известны каждому...
14 04 2024 3:48:46
Лес можно сравнить с живым организмом с очень сложным строением, который живет по своим правилам...
13 04 2024 22:52:10
Содержит данные, которые позволяют лучше понять ориентированность отдельных государств на отдельные направления в животноводстве...
11 04 2024 20:33:39
Рассмотрим общую хаpaктеристику природных ресурсов мира и различные подходы к их классификации...
10 04 2024 21:38:38
В 1893 году Кнут Рокне вместе со своей семьей переехал в Чикаго...
09 04 2024 22:39:43
В биографии Пааво Нурми в промежутке между 1920 и 1932 годом было установлено 20 мировых рекордов в беге, выиграно девять олимпийских золотых медалей...
06 04 2024 22:49:30
Малая группа строится по своим законам: у члeнов семьи особые роли, климат и правила...
03 04 2024 16:27:14
В обществознании существует несколько понятий, относящихся к человеку...
02 04 2024 10:19:47
В цветке, органе размножения, происходит созревание мужских и женских пoлoвых клеток (гамет), и их последующее слияние с образованием первой клетки дочернего организма...
01 04 2024 16:53:37
Наиболее известный как гонщик Формулы-1 с десятками Гран-При побед...
31 03 2024 2:53:31
Всего в регионе проживает 9% от общего количества жителей планеты, то есть численность населения Зарубежной Европы – около 500 млн...
27 03 2024 13:11:40
26 03 2024 11:54:32
Когда же началась научно-техническая революция, и какие временные периоды она охватила? ...
25 03 2024 7:17:25
Родился в Днепродзержинске, в 1937 году окончил землемерно-мелиоративное училище в Курске...
24 03 2024 4:29:12
Тогда, в самом начале 18 века – так же как и во время Отечественной войны 1812 года, и в годы Великой Отечественной войны (1941-1945) – вопрос стоял остро: суждено государству российскому существовать или нет...
23 03 2024 20:33:12
Преобразование веществ в энергию является главным условием живых организмов, начиная одноклеточными растениями и заканчивая человеком...
21 03 2024 14:59:37
Он мог дать старт для Третьей мировой войны, однако, президент США Р...
19 03 2024 17:59:10
Они происходят как между двумя людьми, так и между большими группами...
16 03 2024 22:46:44
Длина его превышает 2,5 тысячи километров...
15 03 2024 22:54:48
Статья указывает на наиболее значимые статьи экспорта, которые приносят значительную долю прибыли в бюджет страны...
14 03 2024 21:13:53
Потомство делилось по фенотипу в соотношении 15:1 или 9:7, а не 9:16 по Менделю...
13 03 2024 7:16:13
Подобный процесс изначально порождён был необходимостью установления коммуникационных связей в обществе для совместной деятельности и передачи информации...
12 03 2024 21:21:26
Каковы же причины и типы международного разделения труда в мировой экономике? ...
11 03 2024 18:51:54
95% материка имеет высоту не больше 600 метров над уровнем моря...
10 03 2024 10:33:22
На них построены взаимосвязи между ценой на любой товар, стоимостью услуг, предлагаемых производителями...
09 03 2024 23:32:54
Но, оказывается, существует также понятие социального института, который, как форма организации общественной жизни, играет большую роль для каждого из нас...
08 03 2024 12:15:58
Они являются составляющим биосферы и используются человеком в хозяйственной (чаще рекреационной) деятельности...
07 03 2024 16:40:32
С помощью нижеизложенного материала вы сможете подготовить дополнительную информацию к уроку биологии, повторить изученные темы и термины по типу Члeнистоногих за 7 класс...
06 03 2024 7:22:20
05 03 2024 0:12:17
Китайское правительство считало свою страну центром мира и препятствовала всем контактам с другими державами...
04 03 2024 18:22:50
В данной статье мы расскажем об органоидах движения, их строении и выполняемых функциях...
02 03 2024 17:58:51
Почему так происходит? Почему землетрясения чаще происходят в горной местности и очень редко в пустынях? Почему в Тихом океане землетрясения происходят постоянно, порождая цунами различной степени опасности, а вот о землетрясениях в Северном Ледовитом океане мы почти ничего не слышали...
01 03 2024 9:41:39
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 :: Знания -21 ::