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.
Каждая наука имеет свои методы исследования – тандем приёмов и операций, направленных на построение системы научных знаний...
17 04 2024 11:42:56
В теннисе наиболее известен как А-Род...
16 04 2024 20:20:11
В данной статье приведена удобная таблица с примерами окончаний в зависимости от числа и склонения...
15 04 2024 6:48:38
Его географическое положение и погодные условия создали условия для образования уникальных биологических комплексов...
14 04 2024 2:17:48
...
12 04 2024 17:17:18
Кроме того, здесь приведена таблица, при помощи которой можно научиться определять разряд числительного...
11 04 2024 1:51:35
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...
10 04 2024 10:48:15
Рассмотрим, почему именно греки являются изобретателями демократии...
08 04 2024 4:15:33
Благодаря смене ландшафтов природа этого региона весьма разнообразна, однако главной природной зоной Ставропольского края является Степь...
07 04 2024 13:42:16
Протяженность её составляет более 400 км...
06 04 2024 3:11:19
Родился Виктор 1 мая 1924 года в небольшом селе Овсянка Енисейской губернии...
05 04 2024 8:16:15
Благодаря им человек может выразить любую мысль, передать гамму эмоций, чувств, настроений...
03 04 2024 7:42:26
Общая тенденция изменений – уход от классического сельского хозяйства к новому, высокотехнологичному агробизнесу...
02 04 2024 13:11:25
Слово мутация в переводе с латинского (mutatio) и означает изменение...
01 04 2024 1:12:18
В начале биографии Добиньи произошел переезд в Италию...
31 03 2024 23:17:19
Дает понимание того, что ресурсный потенциал планеты распределен неравномерно...
29 03 2024 11:33:18
Существует несколько типов избирательных систем, как способов реализации демократического права граждан влиять на политические решения...
28 03 2024 11:41:48
В этой статье мы познакомимся с хаpaктеристикой социальной сферы жизни общества, узнаем о её составляющих аспектах и существующих проблемах...
27 03 2024 4:47:53
До сих пор биологи не могут завершить описание всех живых существ, населяющих Россию...
26 03 2024 16:35:42
Разработанные там принципы используются современными армиями...
25 03 2024 16:13:20
Его значение – в разностороннем обеспечении жизни на Земле...
24 03 2024 12:14:33
Наиболее известен как ловкий питчер с двумя играми, в которых комaнды не открыли счета...
23 03 2024 4:44:27
Они существенно облегчают жизнь человека, ведь с их помощью можно перевозить пассажиры и грузы на большие расстояния, строить здания, путешествовать...
22 03 2024 4:33:32
В нашей статье можно прочитать кратко самое главное о философии эпохи Возрождения...
21 03 2024 23:19:12
Все они относятся к бассейнам трех океанов, которые омывают материк, – Атлантического океана, Тихого океана и Северного Ледовитого океана...
20 03 2024 6:11:29
Протяженность её составляет более 400 км...
19 03 2024 7:34:17
В данной статье приведены все виды морфологических признаков этой части речи с примерами...
17 03 2024 3:34:18
В таблице описаны различные виды местоимений по значению, а также варианты их соотношений с другими частями речи...
16 03 2024 11:14:14
Омывается водами двух океанов: Тихого и Атлантического, а также Карибским морем, которое является естественным рубежом между двумя Америками...
15 03 2024 13:55:37
В нашей статье рассмотрим виды вооружения, которые использовали основные страны-участницы конфликта...
14 03 2024 15:20:16
К нему относят такие классы: насекомые, высшие paки, паукообразные, трилобиты и многие другие...
12 03 2024 0:29:17
В данной статье мы кратко и понятно постараемся объяснить, какие процессы происходят во время деления клетки, расскажем о биологическом значении митоза...
11 03 2024 20:54:47
Это массовое движение получило название крестовых походов...
07 03 2024 16:43:33
Там, где сухо и жарко формируются пустыни, где целый год идут дожди и светит солнце – буйная растительность экваториальных лесов...
06 03 2024 4:15:13
Спортсмена прозвали «Кулак Манассы» (Manassa Mauler)...
04 03 2024 4:22:25
Здесь вы узнаете, какие падежные окончания имеют существительные данного типа склонений, найдёте примеры к различным числовым формам...
03 03 2024 1:37:24
Различия имеются и в растительном, и в животном мире...
02 03 2024 20:33:52
Для грамотного изменения имен числительных по падежам рекомендуется запомнить схемы с примерами, представленные в данной статье...
01 03 2024 3:55:57
В основе судьбоносного решения князя Владимира лежали глубокие причины...
29 02 2024 8:26:55
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 ::