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:
В разных климатических поясах обитают совершенно разные особи со своими особенностями и потребностями...
24 04 2024 18:41:12
Они плавно переходят в не менее обширные степи и лесостепи, которые, в свою очередь, уступают место полупустыням и пустыням...
23 04 2024 9:17:46
Их целью была военно-морская база русского черноморского флота-Севастополь...
22 04 2024 16:34:57
Кажется, что взрослая жизнь более интересная и разнообразная, однако это не совсем так: в детстве каждый ребенок развивается, учится новому, познает себя и окружающий мир...
21 04 2024 19:14:20
Томас был сыном игроков в поло...
20 04 2024 8:49:58
Территории, обладающие общими условиями, называются природными зонами...
19 04 2024 14:46:58
Его географическое положение и погодные условия создали условия для образования уникальных биологических комплексов...
18 04 2024 20:57:11
При рождении в биографии Дона Бадж было получено имя Джон Дональд Бадж...
17 04 2024 5:58:53
Благодаря им человек может выразить любую мысль, передать гамму эмоций, чувств, настроений...
16 04 2024 16:55:30
Указывает на основные источники дохода в прошлом и нынешнем Великобритании...
15 04 2024 0:50:26
Сын сэра Малькома Кэмпбелл, от которого он унаследовал страсть к штурмующим скоростным рекордам и склонность к механике...
14 04 2024 16:33:36
И это неудивительно, ведь 70% Земли занимает вода: в морях и океанах вода соленая, непригодная для питья...
13 04 2024 14:37:27
Боевые действия вновь развернулись в Египте и закончились полным поражением крестоносцев...
12 04 2024 3:21:17
Сложное строение и функции кожи выработались в процессе эволюции человека...
11 04 2024 5:45:44
Обитают они в пресных водоёмах...
10 04 2024 22:53:48
Растения способны жить везде, приспосабливаясь даже к самым суровым условиям обитания...
09 04 2024 6:16:38
Среди них наиболее выделяются три самых крупных и значимых государства: Германия, Австрия и Швейцария...
08 04 2024 10:45:23
На Земле скорпионы живут более 400 млн...
06 04 2024 14:28:38
Во всем мире геологи занимаются поиском новых месторождений минеральных ресурсов...
05 04 2024 6:31:59
Она покрывает ее полностью, защищая поверхность от высочайших температур ядра планеты...
04 04 2024 15:57:21
Популярность певицы не уменьшается, а сама певица находится на втором месте в мире по количеству заработанных музыкантом денег...
02 04 2024 17:17:37
Государство обязуется соблюдать и защищать их...
01 04 2024 5:42:27
Всего в регионе проживает 9% от общего количества жителей планеты, то есть численность населения Зарубежной Европы – около 500 млн...
31 03 2024 5:38:13
Повреждение приводит к параличу конечностей и нарушению работы органов...
30 03 2024 16:22:45
В общей хаpaктеристике млекопитающих отметим прогрессивные черты их организации...
28 03 2024 18:31:16
На территории нашей страны находятся 13 морей...
27 03 2024 22:37:51
Резкий скачек в 18 веке, называемые промышленной революцией, дал начало современной расстановке сил и формированию мировых экономических лидеров...
26 03 2024 23:15:32
Объясняет, чем обусловлено возникновение или исчезновение государств с карты мира...
25 03 2024 22:19:22
Далеко не все они погибли от военных действий...
24 03 2024 1:42:54
Без комплекса геосфер и их тесного взаимодействия не было бы жизни на планете...
23 03 2024 14:37:30
Он также снимался в популярном телесериале «Крутой Уокер: правосудие по-техасски»...
21 03 2024 13:40:11
В сельской местности проживала основная часть населения Европы...
19 03 2024 9:16:42
Окружающий нас мир невероятно разнообразен и представлен живыми и неживыми объектами природы...
18 03 2024 7:34:13
В статье подробно описаны эти признаки с указанием, каким формам глагола они соответствует...
17 03 2024 11:47:12
Ее нижняя граница находится приблизительно на 71 параллели, так, где остров Врангеля...
16 03 2024 22:39:11
Необходимо понять, в каких случая можно избежать употрeбления “a/an” и “the”...
15 03 2024 2:42:20
В 1953 он вместе с Тенсингом Норгеем из Непала стали первыми людьми, покорившими вершину Эвереста...
14 03 2024 4:10:38
К социальным институтам относят государство, семью, армию, церковь...
13 03 2024 21:22:19
Ученые выделяют именно Древнюю Грецию как очаг зарождения основных фундаментальных наук, изобретений и искусства...
12 03 2024 23:26:46
Данный падеж обладает хаpaктерными особенностями, которые подробно описаны в данной статье...
11 03 2024 6:38:46
Находится она на западных склонах Уральских гор...
10 03 2024 11:35:11
Несмотря на то, что запасы сырья в нем незначительны, район занимает одну из ведущих позиций в экономике страны благодаря своему географическому положению...
09 03 2024 10:30:26
Отважные первооткрыватели Испании и Португалии открыли западному миру новые земли, положив тем самым начало развитию новых торговых путей и связей между континентами...
08 03 2024 17:52:33
Подобный процесс изначально порождён был необходимостью установления коммуникационных связей в обществе для совместной деятельности и передачи информации...
07 03 2024 14:53:45
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 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Самая краткая биография Андерсена
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Естественный и искусственный отбор – сравнение в таблице
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Строение глаза и функции его частей в таблице
Агния Барто биография для детей (3 класс) кратко
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Самая краткая биография Гайдара
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Богдан Хмельницкий краткая биография
Самая краткая биография Бетховена
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Грига
Богатство (обществознание, 5 класс)
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)
Краткая биография Бетховена и интересные факты жизни и творчества композитора Людвига ван Бетховена для детей
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Местоимения 2 лица единственного и множественного числа в русском языке
Основные природные зоны Канады
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Основные события Первой мировой войны – хронология в таблице
Детритная пищевая цепь – звенья и примеры
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Определение, примеры, виды и формы комменсализма
На какие вопросы отвечает причастие и деепричастие
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Интересные факты о Северной Америке
Самая краткая биография Марко Поло
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности