Сила упругости – формула, от чего зависит и когда возникает

Сила упругости – одна из сил взаимодействия тел, и ее изучением занимается механика. Как она возникает, от чего зависит, куда направлена? Прочитав статью, вы узнаете ответы на эти вопросы.
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:
Наиболее известна как звезда комaнды «Хьюстон Кометс» Женской Национальной Баскетбольной Ассоциации...
04 07 2022 16:19:15
Биография Лэнса Армстронга наиболее известна как биография семикратного победителя Тур-де- Франц...
03 07 2022 10:37:57
Глобализация проблем, быстрое распространение информации позволяет находить и добывать те знания, которые необходимы для пpaктической деятельности человека, его творчества и развития...
02 07 2022 0:23:54
Как оно образуется и когда употрeбляются – объясняют правила грамматики...
01 07 2022 21:26:14
О том, что происходило в этот отрезок времени – 1725-1762 года – и говорим сегодня...
30 06 2022 0:36:20
Продолжительность цикла у разных клеток отличается...
29 06 2022 13:56:48
Класс также называют гастроподы или улитки...
28 06 2022 8:40:48
К ним относятся животные, растения, грибы, бактерии, водоросли, а также их сообщества и экосистемы (луга, леса, болота, реки, моря)...
27 06 2022 19:42:17
Она является одним из знаменитых объектов мира...
26 06 2022 14:47:38
Их знание существенно облегчит использование времен...
25 06 2022 20:11:55
И это неудивительно, ведь ее омывают воды Атлантического и Северно-Ледовитого океанов, а также 9 морей...
24 06 2022 23:15:42
Привилегированный слой общества назывался рыцарством, и имел большой вес в средневековом социуме...
23 06 2022 4:23:17
Наиболее известна как победительница Уимблдона 1999 года...
22 06 2022 18:27:26
Представители Члeнистоногих населяют, как водное, так и наземное прострaнcтво нашей планеты...
20 06 2022 3:59:46
Отношения между члeнами семьи регулируются не только нормами морали, но и государством...
19 06 2022 5:27:50
Его имя навсегда вписано в историю благодаря важным географическим открытиям: Иван Москвитин стал первым европейцем, который открыл Охотское море и Сахалинский залив...
18 06 2022 1:52:12
Объясняет, чем обусловлено возникновение или исчезновение государств с карты мира...
17 06 2022 7:20:23
Родился 9 марта 1934 года в Клушино Смоленской области...
16 06 2022 8:59:35
Расположена она на территории Западной Сибири и является главной трaнcпортной артерией этого региона...
15 06 2022 2:49:48
После того, как он привел Чехословакию к единственному в истории страны званию чемпиона кубка Дэвиса в 1980, спортсмен переехал в США...
13 06 2022 14:13:40
Эта борьба за гегемонию Священной Римской империи стала последней европейской религиозной войной...
12 06 2022 16:24:27
Но восстание Спартака в Древнем Риме стоит особняком...
10 06 2022 13:26:46
Оксиды бывают солеобразующие и несолеобразующие: одним из видов солеобразующих оксидов являются кислотные оксиды...
09 06 2022 4:48:15
Это стало возможным благодаря тому, что страна занимает огромную площадь...
08 06 2022 8:45:39
Удобное географическое расположение, климат и богатая природа создали все предпосылки для развития одной из мощнейших цивилизаций под названием Древний Китай...
07 06 2022 2:26:43
Родился 12 сентября 1906 года в Петербурге...
06 06 2022 3:55:20
Глубинные разломы, складки, трещины, впадины и возвышенности, залежи ценных природных ископаемых – все это формирует уникальное геологическое строение поверхности земного шара...
05 06 2022 10:13:42
Оно регулирует имущественные и личные неимущественные отношения...
04 06 2022 7:55:21
Каждый материк – это отдельный биокомплекс, на котором приспособились жить разные виды растений и животных...
03 06 2022 6:28:37
Край растянулся с севера на юг на 600 километров: по площади это больше почти любой европейской страны...
02 06 2022 11:34:47
В этой статье приведены синтаксические и грамматические особенности этой части речи, а также различные варианты образования кратких причастий настоящего и прошедшего времени с примерами...
01 06 2022 13:37:32
В этом вопросе существует много расхождений с русским языком...
30 05 2022 20:17:52
Хотя климат немного похож на северные страны континентальной Европы, природа Англии имеет свои особенности, что обусловлено близостью Северо-Атлантического течения...
29 05 2022 7:15:42
Так кто открыл Антарктиду, и в каком году это произошло?
...
28 05 2022 18:51:23
Для их правильного употрeбления необходимо изучить правила возвратных местоимений в английском языке...
27 05 2022 4:50:30
В данной статье Вы познакомитесь со строением и многообразием грибов, этот материал поможет лучше разобраться в теме, а также подготовить доклад к уроку в 5 классе...
26 05 2022 7:22:35
“The” можно использовать со словами в любом числе...
25 05 2022 8:23:37
И, конечно же, под прямым воздействием климата оказывается человек как биологический вид...
24 05 2022 15:30:12
Говоря кратко, это был долгий процесс, который должно было пережить любое феодальное государство...
23 05 2022 7:26:11
В результате полувекового военного конфликта произошло перераспределение сил на континенте: некогда могущественная Персидская держава пришла в упадок, в то время как Древняя Греция вошла в период своего наивысшего расцвета...
21 05 2022 9:43:39
В ходе социализации человек становится личностью...
19 05 2022 11:51:44
Оно постоянно изменялось, приобретало новые черты...
18 05 2022 18:47:16
Расположен он на северо-западе России, в устье реки Невы и на побережье Финского залива...
17 05 2022 8:35:44
Биография Эшли Харклероуд наиболее известна как американской теннисной звезды, которая снялась оголенной для журнала «Playboy»...
16 05 2022 0:25:21
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 ::