Сила упругости – формула, от чего зависит и когда возникает
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:
На этой территории зарождалась мировая цивилизация, делались великие открытия, создавались городские агломерации, проводились перевороты в промышленности...
10 12 2023 22:26:18
Одной из таких групп являются социальные права...
09 12 2023 7:40:15
Степи широко распространены на всех частях суши, кроме Антарктиды...
08 12 2023 12:31:13
Они являются его субъектами...
07 12 2023 3:42:37
Ее нижняя граница находится приблизительно на 71 параллели, так, где остров Врангеля...
06 12 2023 12:13:17
В 4 классе проходит изучение физической карты европейского материка...
05 12 2023 16:11:50
В данной статье рассмотрим природные особенности Японии и познакомимся с самыми прекрасными представителями флоры...
04 12 2023 4:47:57
И эти проявления часто называют механизмом государства...
03 12 2023 13:57:41
Зарубежная Европа, географию которой изучают в 11 классе, включает в себя 40 стран, которые имеют большие различия во всех этих показателях...
02 12 2023 16:25:28
У природы есть свой собственный календарь, который далеко не всегда совпадает с привычным нам календарем...
01 12 2023 3:47:52
Биография Колчака богата историческими событиями...
30 11 2023 10:59:25
Поэтому Зарубежная Европа представляет большой интерес для туристов и людей, интересующихся историей...
29 11 2023 22:48:53
Его реалистические и инновационные волнующие романы стали популярными после того, как он подал рекламу исполнительной власти в исключительно письменной форме...
27 11 2023 10:28:23
На этой стадии образуется кислород и запасается энергия для реакций темновой фазы...
26 11 2023 6:53:59
Все здесь кажется таким привычным и известным, но каждый предмет в доме может быть не только полезным, но и опасным для здоровья и даже жизни...
25 11 2023 3:34:49
На западе страны расположена горная местность, которая находится под влиянием Тихого океана, а для равнинных областей с резко континентальным климатом хаpaктерно влияние Арктики...
23 11 2023 17:34:27
Рассмотрим в нашей статье важные моменты и основных участников конфликта...
22 11 2023 16:15:48
Используя план описания физико-географического расположения континента, узнаем его протяженность, особенности рельефа и природы, узнаем крайние точки, познакомимся с водными ресурсами...
21 11 2023 21:13:50
Родился Самуил Маршак 22 октября 1887 года в Воронеже в еврейской семье...
20 11 2023 7:35:18
Биография Шаляпина богата значительными событиями...
19 11 2023 22:38:18
О его особенностях и самых ярких представителях расскажем в нашей статье...
18 11 2023 5:21:53
В современном мире ситуация несколько улучшилась, но тем не менее, горячие точки в Европе сохраняются до сих пор...
17 11 2023 14:52:39
Оно приобрело название «реформация», а противоположное ему – «контрреформация»...
16 11 2023 7:26:21
В своей биографии Ансер четыре раза выиграл соревнования Индиаполис на 500 миль: в 1970-71 году, 1978, 1987 году ...
15 11 2023 4:18:36
В XVII веке империя вступила в затяжной социально-политический кризис...
14 11 2023 6:41:56
Происходит это благодаря такому понятию как цепь питания...
13 11 2023 22:39:41
Родился 3 марта 1938 года в городе Гэри, штат Индиана...
12 11 2023 12:37:50
Расположен он на северо-западе России, в устье реки Невы и на побережье Финского залива...
11 11 2023 16:30:59
Край растянулся с севера на юг на 600 километров: по площади это больше почти любой европейской страны...
09 11 2023 5:24:43
В этой статье вы узнаете, каковы особенности строения голосеменных растений, познакомитесь с их признаками, найдёте интересные факты о них...
08 11 2023 6:53:32
Родился Дмитрий Медведев 14 сентября 1965 года в Ленинграде...
07 11 2023 15:30:33
В статье описаны правила грамотного употрeбления этих суффиксов в кратких и полных причастиях...
06 11 2023 10:15:20
Гипотеза была сформулирована Амедео Авогадро в 1811 году, а позже была подтверждена экспериментально...
05 11 2023 4:10:23
В первую очередь тем, что в море или океане она имеет соленый привкус...
04 11 2023 20:19:41
Она является одним из знаменитых объектов мира...
03 11 2023 15:38:46
Движение зарядов принято за направление электрического тока...
02 11 2023 19:22:56
Родился Никола Тесла в селе Смиляны в Австро-Венгрии в семье священника...
01 11 2023 13:51:13
В данной статье описаны способы определения падежей местоимений, особенности склонения различных видов местоимений с наглядными примерами...
31 10 2023 13:57:53
Настоящим именем Шугар Рэя Робинсона было Уолкер Смит...
30 10 2023 11:42:52
Каковы же были причины случившегося?
...
29 10 2023 16:40:55
Свое название этот географический объект получил благодаря одноименным островам, расположенным поблизости...
28 10 2023 3:39:21
В сельской местности проживала основная часть населения Европы...
27 10 2023 19:46:49
Его именем при рождении было Фердинанд Льюис (Лью) Алсиндор...
26 10 2023 11:15:35
Это условное название было дано этническим перемещениям славян, сарматов, гуннов, германцев и некоторых других племен на территорию Римской империи...
25 10 2023 18:54:11
Время – это особая величина, со своими правилами и законами, которые человек всегда пытался понять и покорить себе...
24 10 2023 23:15:20
Именно по итогам Северной войны Россию стали именовать империей...
23 10 2023 0:22:37
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 ::