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:
Present Continuous tense или Настоящее Длительное время относится к их числу...
04 07 2022 21:57:55
Ее площадь составляет 17,1 млн...
03 07 2022 13:51:12
Отличительной его чертой являются предельно низкие температуры и уникальные природные явления...
02 07 2022 6:14:39
В русском языке выделяют два вида причастий: совершенные и несовершенные...
01 07 2022 23:31:24
Большие площади северной страны занимают леса, а природные зоны Норвегии представлены тундрой, тайгой, смешанными и широколиственными лесами, а также регионами высотной зональности...
29 06 2022 23:54:41
Обществознание предлагает начинать с изучения типов семей...
28 06 2022 8:27:20
Как не ошибиться в выборе профессии и что следует делать, чтобы найти дело по душе? Учебник по обществознанию за 6 класс предлагает изучить материал, помогающий разобраться в данных вопросах...
26 06 2022 6:31:52
Территории, обладающие общими условиями, называются природными зонами...
25 06 2022 23:58:13
Жена известного режиссера Федора Бондарчука...
24 06 2022 20:34:42
Его должность подразумевала распространение информации и идеологии...
23 06 2022 16:46:50
Несмотря на то, что запасы сырья в нем незначительны, район занимает одну из ведущих позиций в экономике страны благодаря своему географическому положению...
22 06 2022 6:31:31
Материал поможет вспомнить и закрепить знания по биологии, изученные в 6 классе, подготовиться к проверочной работе по теме или подготовить дополнительную информацию к уроку...
21 06 2022 14:14:42
Родился Иван в городе Елабуга в Вятской губернии 25 января 1832 года в купеческой семье...
19 06 2022 22:56:44
Родился Сергeй Прокофьев 11 апреля 1891 года в селе Сонцовка Екатеринославской губернии...
18 06 2022 8:15:49
Представители Члeнистоногих населяют, как водное, так и наземное прострaнcтво нашей планеты...
16 06 2022 23:58:52
Какое именно значение паукообразных в природе и жизни человека, вы узнаете, прочитав данную статью...
15 06 2022 12:14:33
Благодаря движущим силам антропогенеза возник современный вид людей – человек разумный...
14 06 2022 13:30:58
И очень важно знать и помнить, кем были близкие и дальние родственники, какие семейства оказались переплетены между собой родственными узами...
13 06 2022 23:15:20
Выделяют союзные (сложносочиненные и сложноподчиненные) и бессоюзные сложные предложения Запятая между простыми предложениями в союзных сложных предложениях ставится перед союзом или союзным словом...
12 06 2022 4:26:40
Моря и океаны не изолированы друг от друга, а едины и составляют то, что называют Мировым океаном...
11 06 2022 6:34:13
На Крайнем Севере – это бескрайняя белая тундра, с редкими кустарниками и вечными болотами, которая сменяется тайгой и непроходимыми лесами, за тайгой – леса, лесостепи, степи, а еще южнее тропики, пустыни...
09 06 2022 17:54:42
08 06 2022 13:41:41
Располагаясь сразу на шести климатических поясах, он обладает уникальной и очень разнообразной природой...
07 06 2022 4:37:15
Горные хребты тянутся от побережья холодного Карского моря вплоть до бескрайних степей Казахстана...
06 06 2022 23:19:30
Наша статья рассказывает о связи основных сословий того времени: феодалов и зависимых крестьян...
04 06 2022 23:58:30
Родился в Днепродзержинске, в 1937 году окончил землемерно-мелиоративное училище в Курске...
02 06 2022 20:11:13
К ним относятся археи, бактерии и цианобактерии (сине-зелёные водоросли)...
01 06 2022 13:55:42
Эта земля всегда манила путешественников, и до сих пор она остается самым неизученным континентом мира...
31 05 2022 21:53:54
Краткая биография Карла Великого полна яркими событиями, оказавшими ход на мировую историю...
30 05 2022 15:11:24
В этой статье мы подробнее расскажем о признаках данного типа, представим сравнительную хаpaктеристику Члeнистоногих животных...
29 05 2022 0:13:15
Человек не может существовать без общества так же, как и без природы...
28 05 2022 0:43:28
В своем непосредственном значении have используется не во всех временных группах...
27 05 2022 4:26:29
Человек не может существовать без общества так же, как и без природы...
26 05 2022 5:23:25
Своё название они получили за форму цветка, в котором крест-накрест расположены 4 лепестка и 4 чашелистика...
25 05 2022 17:30:25
Благодаря ему стали возможны все те сложные процессы и природные явления, которые происходили много миллионов лет назад и продолжают происходить в наши дни...
24 05 2022 18:37:18
Каждый материк – это отдельный биокомплекс, на котором приспособились жить разные виды растений и животных...
23 05 2022 1:24:35
Биография Александры Костенюк наиболее известна как биография российской чемпионки, чей девиз был: «Шахматы – это здорово»...
22 05 2022 6:23:20
В нашей статье подведем ее итоги...
21 05 2022 23:17:48
Каждый разряд включает в себя слова с определенными грамматическими и лексическими признаками...
20 05 2022 1:31:25
Один из главных либеральных голосов в американской политической дискуссии, он также был назван одним из самых влиятельных научных мыслителей в Америке...
19 05 2022 15:41:12
Биография Меган Шонесси наиболее известна как биография профессиональной американской теннисистки...
18 05 2022 16:25:32
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 ::