Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется > Эрудит - интересные факты
Эрудит - интересные факты    


Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется

Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется

Закон Гука был открыт в XVII веке англичанином Робертом Гуком. Это открытие о растяжении пружины является одним из законов теории упругости и выполняет важную роль в науке и технике.

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.


Северо-Западный экономический район – население, хаpaктеристика, карта и географическое положение

Северо-Западный экономический район – население, хаpaктеристика, карта и географическое положение В его составе – три области (Новгородская, Псковская и Ленинградская), а также собственно Санкт-Петербург и анклав государства – Калининградская область...

22 04 2024 7:57:37

Изолирующие механизмы – виды в таблице (9 класс, биология)

Изолирующие механизмы – виды в таблице (9 класс, биология) Проявление таких ограничений связано с выработкой приспособленности одной популяции к жизни в одном ареале и свидетельствует об образовании отдельного подвида или вида...

21 04 2024 1:47:43

3 склонение имен существительных – таблица примеров падежных окончаний существительных третьего склонения для 4 класса

3 склонение имен существительных – таблица примеров падежных окончаний существительных третьего склонения для 4 класса Здесь вы узнаете, какие падежные окончания имеют существительные данного типа склонений, найдёте примеры к различным числовым формам...

19 04 2024 12:59:43

Минеральные ресурсы Америки (США) – основные сведения

Минеральные ресурсы Америки (США) – основные сведения Благодаря удачному географическому расположению и большой площади страны, здесь можно найти пpaктически все необходимое для обеспечения нужд местной промышленности...

18 04 2024 6:21:22

Грозит ли земле перенаселение (7 класс, география)

Грозит ли земле перенаселение (7 класс, география) С каждым годом количество живущих на планете людей увеличивается примерно на 80 миллионов человек...

17 04 2024 18:31:39

Причастие и причастный оборот в русском языке – примеры, вопросы и правила правописания

Причастие и причастный оборот в русском языке – примеры, вопросы и правила правописания При использовании в речевой конструкции с зависимыми словами образует причастный оборот...

16 04 2024 10:32:36

Социальные статусы и роли – взаимосвязь в отношениях личностей (8 класс, обществознание)

Социальные статусы и роли – взаимосвязь в отношениях личностей (8 класс, обществознание) Положение в обществе и набор выполняемых человеком обязанностей называют социальными статусами и ролями...

15 04 2024 9:33:43

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея) – формула, физический смысл

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея) – формула, физический смысл Именно тогда Майкл Фарадей обнаружил это явление, ставшее в итоге важнейшим открытием в электродинамике...

14 04 2024 9:39:41

Кавказ – природа, рельеф и народы (8 класс)

Кавказ – природа, рельеф и народы (8 класс) Это уникальный по своей красоте и самобытной культуре край, занимающий внушительную территорию между тремя морями: Каспийским, Азовским и Черным...

13 04 2024 0:34:33

Почему происходит смена природных зон по поверхности Земли

Почему происходит смена природных зон по поверхности Земли На Земле существует несколько таких зон, которые плавно переходят одна в другую...

12 04 2024 18:16:21

Мэри Кэй биография и личная жизнь бизнесвумен кратко

Мэри Кэй биография и личная жизнь бизнесвумен кратко ”, с нуля выстроила успешный бизнес, открывающий сегодня новые возможности для достижения женщинами финансового успеха...

10 04 2024 4:30:55

Причастие – описание и понятие о причастии в русском языке, коротко с примерами

Причастие – описание и понятие о причастии в русском языке, коротко с примерами В данной статье описаны хаpaктерные особенности причастия, его морфологические признаки, виды, основные отличия от прилагательного...

09 04 2024 20:11:19

Южная Америка – открытие и исследование, путешественники и исследователи (7 класс)

Южная Америка – открытие и исследование, путешественники и исследователи (7 класс) Именно благодаря ему мир узнал о новых, ранее неизведанных землях...

08 04 2024 2:35:27

Социализация и воспитание (обществознание, 8 класс)

В ходе социализации человек становится личностью...

06 04 2024 15:43:10

Страны Южной Европы – список со столицами

Страны Южной Европы – список со столицами Рассказывает об экономических особенностях стран Южной Европы...

05 04 2024 17:25:22

Россия во второй половине 19 века – общественные движения, архитектура, культура и реформы

Россия во второй половине 19 века – общественные движения, архитектура, культура и реформы Экономика и финансы были подорваны Крымской войной, а народное хозяйство скованное цепями крепостного права не могло развиваться...

04 04 2024 14:38:24

Центральный экономический район России – хаpaктеристика, состав, площадь и отрасли специализации

Центральный экономический район России – хаpaктеристика, состав, площадь и отрасли специализации Несмотря на то, что запасы сырья в нем незначительны, район занимает одну из ведущих позиций в экономике страны благодаря своему географическому положению...

03 04 2024 13:35:55

Рельеф дна мирового океана (6 класс) – профиль и крупные формы

Рельеф дна мирового океана (6 класс) – профиль и крупные формы Различить неровности можно только исследуя глубины океана...

02 04 2024 21:27:43

Что такое деньги? (3 класс, окружающий мир)

Что такое деньги? (3 класс, окружающий мир) Они нужны для того, чтобы оплатить различные услуги и приобрести все необходимое: продукты питания, одежду, бытовые предметы...

01 04 2024 0:21:17

Бьорн Борг (Bjorn Borg) краткая биография теннисиста

Бьорн Борг (Bjorn Borg) краткая биография теннисиста Будучи еще подростком, Бьорн привел Швецию к первой за историю победе на чемпионате Davis...

31 03 2024 12:30:23

Отделы тела члeнистоногих – какие полости имеет, члeнистые конечности и скелет

Отделы тела члeнистоногих – какие полости имеет, члeнистые конечности и скелет Размеры животных колeблются от мельчайших долей миллиметра (клещи) до полуметра в диаметре (кpaбы)...

30 03 2024 22:18:45

Краткая биография Джуна Барнес (Djuna Barnes) Писатели

Краткая биография Джуна Барнес (Djuna Barnes)  Писатели Она стала известной благодаря своему модернистскому роману “Найтвуд” (“Nightwood”) (1936), который по ужасу и упадку можно было бы сравнивать с изданной книгой Т...

29 03 2024 18:29:46

Татьяна Головин краткая биография теннисиста

Татьяна Головин краткая биография теннисиста Биография Татьяны Головин известна как российско-французской одаренной теннисистки начала 21 века...

26 03 2024 16:51:29

Природная зона Арктических пустынь России – где расположена, план описания

Природная зона Арктических пустынь России – где расположена, план описания Ее нижняя граница находится приблизительно на 71 параллели, так, где остров Врангеля...

23 03 2024 14:28:47

Видоизменения побегов растений – надземные и подземные в таблице (7 класс)

Видоизменения побегов растений – надземные и подземные в таблице (7 класс) Стeбли, почки и листья образуют вегетативный орган – побег...

21 03 2024 3:49:13

Самая краткая биография Цветаевой

Самая краткая биография Цветаевой Родилась в Москве 26 сентября 1892 года...

19 03 2024 7:53:50

Цель крестовых походов кратко

Цель крестовых походов кратко Они начались в начале XI века и закончились спустя около 400 лет...

18 03 2024 0:22:21

Общая хаpaктеристика Зарубежной Европы – состав, населения и хозяйство по странам (11 класс)

Общая хаpaктеристика Зарубежной Европы – состав, населения и хозяйство по странам (11 класс) Она занимает территорию площадью пять миллионов квадратных километров, на которой проживает 520 миллионов человек...

17 03 2024 6:19:39

Где живут слоны? (1 класс, окружающий мир)

Где живут слоны? (1 класс, окружающий мир) Сейчас на нашей планете обитает только два вида: африканский и индийский...

16 03 2024 15:34:18

Чем отличаются члeнистоногие от других беспозвоночных животных, основные отличия

Чем отличаются члeнистоногие от других беспозвоночных животных, основные отличия Мы расскажем обо всех отличительных признаках данного типа, укажем на их особенности...

14 03 2024 13:51:39

Склонение порядковых числительных – правила и примеры

Склонение порядковых числительных – правила и примеры Особенности склонения порядковых числительных подробно описаны в таблице в нашей статье, где также приведены наглядные примеры...

13 03 2024 12:34:41

Гарин-Михайловский биография, кратко для детей о писателе

Гарин-Михайловский биография, кратко для детей о писателе Также внес свой вклад в литературу...

11 03 2024 2:44:51

Экологическое видообразование – примеры и факторы

Экологическое видообразование – примеры и факторы Симпатрия происходит внутри одной популяции...

07 03 2024 3:55:49

Масаи – племя в Африке

Масаи – племя в Африке Самым известным племенем являются – Масаи...

06 03 2024 4:36:33

Мария Терезия (Maria Theresia) краткая биография

Мария Терезия (Maria Theresia) краткая биография Мать Марии-Антуанетты...

05 03 2024 12:37:15

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 ::