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:
Действительно, территорию большого государства буквально накрыла волна народных восстаний и бунтов...
26 04 2024 13:19:46
В настоящий момент запасы энергетического и минерального сырья достаточно истощены, чем объясняется высокая доля импорта таких ресурсов в регионе...
25 04 2024 14:15:45
Но все многообразие нашего мира можно условно разделить на три группы: тела, вещества и частицы...
23 04 2024 7:13:32
Родился Марко Поло в 1254 году в Венеции (по данным некоторых ученых в Корчуле в Хорватии) в купеческой семье...
21 04 2024 21:44:15
Его бейсбольная карьера началась с участия в «Окленд Атлетикс»...
20 04 2024 12:21:34
Это вызвано необходимостью постоянно получать новые знания, повышать квалификацию работников, передавать детям знания и умения...
19 04 2024 23:43:37
Популярность певицы не уменьшается, а сама певица находится на втором месте в мире по количеству заработанных музыкантом денег...
15 04 2024 22:26:16
Этот класс типа Мягкотелые насчитывает более 15 тысяч видов...
14 04 2024 5:11:14
Черные металлы продолжают удерживать пальму первенства среди других металлов, поскольку они являются главными конструкционными материалами...
12 04 2024 12:32:28
От широты местности зависит изменение баланса влаги и тепла...
11 04 2024 21:43:24
Его многолетний труд по изучению папуасов и других народов, живущих на тихоокеанских островах, оказался большим вкладом в развитие естественных наук...
10 04 2024 9:50:35
Запомнить все случаи их употрeбления достаточно сложно, но на помощь приходят указатели времени...
09 04 2024 3:34:21
Наиболее известен как человек, побивший рекорд Бэйба Рута по хоумранам за один сезон...
07 04 2024 7:43:45
Химические свойства солей позволяют получать различные соединения...
06 04 2024 16:14:39
Роль в сериале «Сeкc в большом городе» сделала её звездой...
05 04 2024 14:12:10
До этого он занимал пост производственного директора компании...
04 04 2024 15:31:34
Однако благодаря иммунитету человек не болеет постоянно и может справляться со многими болезнями, которые раньше считались cмepтельными...
01 04 2024 22:28:10
В разных климатических поясах обитают совершенно разные особи со своими особенностями и потребностями...
31 03 2024 14:22:30
Это психологическая проблема нескольких отдельно взятых людей, требующая немедленного разрешения в пользу всех сторон конфликта, в любом другом варианте, исчерпан он не будет...
30 03 2024 11:45:35
Некоторые специалисты, изучавшие биографию Даниэля Дефо, считают его основоположником данного литературного жанра...
29 03 2024 3:48:17
По мере своего развития цивилизация накапливает их все больше...
28 03 2024 12:24:57
В биографии Тютчева начальное образование было получено дома...
27 03 2024 14:18:35
В зависимости от этого зависит вид подчеркивания наречия в предложении...
26 03 2024 16:46:31
В ходе дипломатических переговоров был вновь взят Иерусалим (1229 г...
25 03 2024 0:42:43
Какие особенности они имеют? ...
24 03 2024 20:34:26
Все мембраны имеют сходное строение и связаны в одну систему...
23 03 2024 2:36:33
Именно благодаря ему мир узнал о новых, ранее неизведанных землях...
21 03 2024 11:56:40
Исходя из своих наблюдений, они делили животных на группы, что помогало им осмыслить систему живого мира...
19 03 2024 22:29:55
По каким же признакам определяется имя существительное в устной и письменной речи, на какие вопросы отвечает и как склоняется? ...
18 03 2024 15:15:20
Под влиянием первобытного искусства и сюрреализма Миро, в биографии Баумайстера были созданы многие абстpaкции...
17 03 2024 23:43:38
В 1908 Генри Форд создал автомобиль Ford Model T и после этого продолжил улучшать свой способ конвеерной сборки автомобилей, который в последствии коренным образом изменил всю промышленность...
16 03 2024 11:19:34
Живопись, музыка, театр и другие виды искусства развивались на протяжении долгого времени...
13 03 2024 11:24:31
На самом деле ее населяют необычные представители животного и растительного мира, сумевшие приспособиться к непростым климатическим условиям...
11 03 2024 4:35:22
Ему удалось покорить многие страны, но без сломленной России он не мог чувствовать себя полноправным мировым хозяином: он был уверен, что очень быстро завоюет северное государство, но именно здесь он познал поражение...
10 03 2024 12:11:30
В 1984 году он завоевал бронзовую медаль на Олимпийских играх...
09 03 2024 6:11:30
Вопросами наследования занимались многие учёные с конца XIX века...
08 03 2024 22:38:12
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 ::