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.
Рассмотрим особенности размножения и развития растений...
23 04 2024 20:34:36
Переворот начался ещё в 60-е годы XVIII века в Англии, после чего быстро достиг берегов Европы...
21 04 2024 3:38:33
Есть разные точки зрения по этому вопросу...
20 04 2024 1:41:48
Это вполне объяснимо...
19 04 2024 0:25:56
Давайте познакомимся с богами Древнего Египта...
18 04 2024 21:27:37
Это не только стрелковое оружие, но также и тяжелая военная техника...
17 04 2024 11:47:55
Исходя из своих наблюдений, они делили животных на группы, что помогало им осмыслить систему живого мира...
16 04 2024 14:23:18
Такая территория обладает огромным запасом ресурсов, которые активно используются человеком...
15 04 2024 0:24:56
Благодаря особенностям внешнего и внутреннего строения тела, речные paки считаются высокоорганизованным семейством по сравнению с другими paкообразными...
14 04 2024 10:18:55
В этой статье приведены примеры данной группы обстоятельственных наречий...
13 04 2024 17:20:26
Солнечная система состоит из большой яркой звезды – Солнца, которое силами гравитации удерживает вокруг себя все вокруг: планеты, их спутники, кометы, астероиды, космический газ и пыль...
10 04 2024 23:19:21
Биография Джона Дэйли известна как одного из любимых народом игроков в гольф...
09 04 2024 10:44:54
Поэтому Зарубежная Европа представляет большой интерес для туристов и людей, интересующихся историей...
07 04 2024 20:54:46
Увидеть мир глазами географа — значит собрать безграничные знания о Земле, ее обитателях, населении, ресурсах...
04 04 2024 13:34:12
Движение зарядов принято за направление электрического тока...
02 04 2024 20:26:44
На её сравнительно небольшой по площади территории располагаются 40 независимых государств, среди которых выделяются большие, маленькие и «карликовые»...
01 04 2024 23:13:10
Он граничит с Евразией и Северной Америкой...
29 03 2024 4:41:47
Общество развивается неравномерно, меняет позиции, как человек...
28 03 2024 6:56:39
Это невидимое глазу, прозрачное покрывало толщиной 300 км...
27 03 2024 8:20:24
В данной статье подробно описаны особенности числительных, их структура, склонение по падежам, значение и основные проблемы...
26 03 2024 8:45:28
С их помощью можно развить различные отрасли промышленности, модернизировать социальную сферу...
25 03 2024 19:40:35
Познавательная деятельность человека имеет целенаправленный и систематический хаpaктер...
24 03 2024 23:35:59
Линия фронта в этой войне проходила не через поля и леса, а в душах и умах людей, заставляя брата стрелять в брата, а сына поднимать саблю на отца...
23 03 2024 6:16:31
Это противостояние получило название Холодной войны...
20 03 2024 8:12:51
В статье приведены грамматические и синтаксические особенности вопросительных местоимений с примерами, их синтаксическая роль в предложениях...
19 03 2024 16:39:29
С широким распространением средств массовой информации, рекламы, модных тенденций она стала приобретать массовый хаpaктер...
17 03 2024 7:39:22
Находится она на юго-западе России и имеет форму квадрата с длиной стороны более 400 км...
16 03 2024 4:47:38
Будучи еще подростком, Бьорн привел Швецию к первой за историю победе на чемпионате Davis...
15 03 2024 1:55:19
С помощью нижеизложенного материала вы сможете подготовить дополнительную информацию к уроку биологии, повторить изученные темы и термины по типу Члeнистоногих за 7 класс...
14 03 2024 0:39:10
В данной статье рассмотрим природные особенности Японии и познакомимся с самыми прекрасными представителями флоры...
13 03 2024 19:54:28
Полученные знания помогут еще больше узнать окружающий нас мир, отлично подготовиться к уроку и получить отменные оценки на годовых контрольных...
12 03 2024 19:24:38
Они присутствуют в эукариотических клетках автотрофов и гетеротрофов...
11 03 2024 14:40:19
На Земле существует несколько таких зон, которые плавно переходят одна в другую...
08 03 2024 6:36:38
Он был настолько могущественным и развитым, что затмил все города Двуречья и дал свое имя территории, охватывающей также несколько близлежащих городов...
07 03 2024 1:41:10
Территория ее занимает 54 тыс...
06 03 2024 13:14:31
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)
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Самая краткая биография Андерсена
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Естественный и искусственный отбор – сравнение в таблице
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Строение глаза и функции его частей в таблице
Агния Барто биография для детей (3 класс) кратко
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Самая краткая биография Гайдара
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Богдан Хмельницкий краткая биография
Самая краткая биография Бетховена
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Грига
Богатство (обществознание, 5 класс)
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)
Краткая биография Бетховена и интересные факты жизни и творчества композитора Людвига ван Бетховена для детей
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Местоимения 2 лица единственного и множественного числа в русском языке
Основные природные зоны Канады
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Основные события Первой мировой войны – хронология в таблице
Строение и функции кожи человека в таблице
Детритная пищевая цепь – звенья и примеры
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Определение, примеры, виды и формы комменсализма
На какие вопросы отвечает причастие и деепричастие
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Интересные факты о Северной Америке
Самая краткая биография Марко Поло
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности