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.
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
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
Здесь вы узнаете, какие падежные окончания имеют существительные данного типа склонений, найдёте примеры к различным числовым формам...
19 04 2024 12:59:43
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
С каждым годом количество живущих на планете людей увеличивается примерно на 80 миллионов человек...
17 04 2024 18:31:39
При использовании в речевой конструкции с зависимыми словами образует причастный оборот...
16 04 2024 10:32:36
Положение в обществе и набор выполняемых человеком обязанностей называют социальными статусами и ролями...
15 04 2024 9:33:43
Именно тогда Майкл Фарадей обнаружил это явление, ставшее в итоге важнейшим открытием в электродинамике...
14 04 2024 9:39:41
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
На Земле существует несколько таких зон, которые плавно переходят одна в другую...
12 04 2024 18:16:21
Был причислен к лику святых...
11 04 2024 11:25:45
”, с нуля выстроила успешный бизнес, открывающий сегодня новые возможности для достижения женщинами финансового успеха...
10 04 2024 4:30:55
В данной статье описаны хаpaктерные особенности причастия, его морфологические признаки, виды, основные отличия от прилагательного...
09 04 2024 20:11:19
Именно благодаря ему мир узнал о новых, ранее неизведанных землях...
08 04 2024 2:35:27
В ходе социализации человек становится личностью...
06 04 2024 15:43:10
Рассказывает об экономических особенностях стран Южной Европы...
05 04 2024 17:25:22
Экономика и финансы были подорваны Крымской войной, а народное хозяйство скованное цепями крепостного права не могло развиваться...
04 04 2024 14:38:24
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
Различить неровности можно только исследуя глубины океана...
02 04 2024 21:27:43
Они нужны для того, чтобы оплатить различные услуги и приобрести все необходимое: продукты питания, одежду, бытовые предметы...
01 04 2024 0:21:17
Будучи еще подростком, Бьорн привел Швецию к первой за историю победе на чемпионате Davis...
31 03 2024 12:30:23
Размеры животных колeблются от мельчайших долей миллиметра (клещи) до полуметра в диаметре (кpaбы)...
30 03 2024 22:18:45
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
Биография Татьяны Головин известна как российско-французской одаренной теннисистки начала 21 века...
26 03 2024 16:51:29
25 03 2024 19:12:22
Ее нижняя граница находится приблизительно на 71 параллели, так, где остров Врангеля...
23 03 2024 14:28:47
В мире насчитывается свыше 1,5 млн...
22 03 2024 8:18:57
Стeбли, почки и листья образуют вегетативный орган – побег...
21 03 2024 3:49:13
Они начались в начале XI века и закончились спустя около 400 лет...
18 03 2024 0:22:21
Она занимает территорию площадью пять миллионов квадратных километров, на которой проживает 520 миллионов человек...
17 03 2024 6:19:39
Сейчас на нашей планете обитает только два вида: африканский и индийский...
16 03 2024 15:34:18
Мы расскажем обо всех отличительных признаках данного типа, укажем на их особенности...
14 03 2024 13:51:39
Особенности склонения порядковых числительных подробно описаны в таблице в нашей статье, где также приведены наглядные примеры...
13 03 2024 12:34:41
Также внес свой вклад в литературу...
11 03 2024 2:44:51
Симпатрия происходит внутри одной популяции...
07 03 2024 3:55:49
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 ::