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:
Скелет
Кости – опора тела, позволяющая совершать движения и защищающая внутренние органы. Лёгкий, но прочный скелет состоит из четырёх отделов и составляет 9-12 % от массы тела....
07 02 2023 2:22:27
Они совмещают в себе признаки наречий и местоимений, и чаще всего употрeбляются в предложении в виде обстоятельств...
06 02 2023 0:31:49
Еще в 19 веке знания о природных зонах были весьма скудными...
05 02 2023 9:36:58
В данной статье мы кратко и понятно постараемся объяснить, какие процессы происходят во время деления клетки, расскажем о биологическом значении митоза...
04 02 2023 11:56:53
После cмepти отца, Гален совершил путешествия по разным странам, а также городам и островам древней Греции. Набравшись знаний и новых медицинских традиций, он вернулся в Пергам в 157 году. Там он работал врачом гладиаторов одного влиятельного первосвященника. Добился на данном месте определенных успехов: он уделял большое внимание травмам гладиаторов, вследствие чего уменьшилось количество их cмepтей. Спустя четыре года Гален перебрался в Рим, где продолжил врачебную пpaктику. Сопровождал императоров Марка Аврелия и Луция Вера в период эпидемии во время походов в Германию....
03 02 2023 20:38:54
За последние несколько сотен лет было полностью уничтожено огромное количество видов животных и растений, и восстановить их популяции уже невозможно...
02 02 2023 23:59:50
На протяжении своей карьеры Пит выиграл 64 звания в одиночном разряде, 14 титулов «Большого шлема». Кроме того Сампрас побеждал на соревнованиях Уимблдона семь раз, на чемпионате США – пять раз, Австралии – дважды. Однако чемпионат Франции спортсмену так и не довелось покорить. Можно с уверенностью сказать, что в конце 1990-х годов Пит лидировал в мужском теннисе....
01 02 2023 20:13:55
Безработные люди не имеют возможности обеспечивать себя и свою семью, приобретать товары, платить налоги, что не может не беспокоить государство, которое стремится решить эту проблему...
31 01 2023 23:53:33
Неравномерное распределение температуры и влажности приводит к изменениям природных комплексов: в северной части солнечные лучи очень слабо прогревают поверхность, в то время как на юге происходит обратное явление...
30 01 2023 12:18:27
Трудом всей его жизни стала «История», не сохранившаяся до наших дней, и «География», представляющая собой внушительный сборник из 17 книг...
29 01 2023 23:48:18
Огромную часть творчества автора занимают произведения для детей...
28 01 2023 14:36:50
А вот вопрос, можно ли перевести корабль через гору в море или другой водоем, вызовет у нас сомнение...
27 01 2023 21:47:32
Важно запомнить правила употрeбления “the” с такой лексикой...
26 01 2023 23:22:30
Она уникальна тем, что лежит во всех климатических поясах кроме экваториального...
25 01 2023 2:49:52
были эпохой наполеоновских войн...
24 01 2023 22:30:29
Кроме того, в своей биографии Бейкер вместе с сэром Джоном Фаулером спроектировал и построил мост над заливом Ферт-оф-Форт в Шотландии. В Египте Бейкер помогал построить первую дамбу в Асуане. Также инженер разработал цилиндрический корабль, чтобы перевезти «иглу Клеопатры» (обелиск из розового гранита) из Египта в Лондон....
23 01 2023 12:10:20
От широты местности зависит изменение баланса влаги и тепла...
22 01 2023 0:47:22
Стоит отметить, что у него были свои идейные вдохновители, которые считали путь царских реформ медленным и бесполезным...
21 01 2023 14:27:14
Каждый из нас имеет много потребностей, и благодаря экономике мы имеем возможность их удовлетворять...
20 01 2023 21:15:41
Ниже представлена таблица, с помощью которой вы всегда сможете правильно написать безударные окончания в именах существительных...
19 01 2023 6:35:54
Одна из незаурядных фигур ХХ столетия в области космонавтики...
18 01 2023 18:12:33
В биографии Пугачева с 1756 по 1763 года принималось участие в Семилетней войне...
17 01 2023 3:36:24
В 1597 году Агостино поехал в Рим. Там, работая вместе с Аннибале, он оформлял галерею дворца Фарнезе. В то время в биографии Агостино Караччи были созданы поразительные фрески «Triumph of Galatea», «Rape of Cephalus» (эскиз находится в национальной галерее Лондона)....
16 01 2023 4:36:45
В разных климатических поясах обитают совершенно разные особи со своими особенностями и потребностями...
15 01 2023 18:44:59
Здесь можно встретить несколько природных зон: степи, пустыни, полупустыни влажные тропические леса...
14 01 2023 14:48:57
Как известно, жизнь зародилась в воде, а лишь потом некоторые виды организмом перебрались на сушу...
13 01 2023 7:27:24
Стиль Эйка основывался на неявной силе реализма, послужил важным подходом в позднем средневековом искусстве. Выдающиеся достижения этого реалистичного направления, например, фрески Томмaзo да Модена в Тревизо, работы Робера Кампена, повлияли на стиль Яна ван Эйка. Экспериментируя с реализмом, Ян ван Эйк добился поразительной точности, необычно приятных различий между качеством материалов и природным светом. Это позволяет считать, что его бережное очерчивание деталей ежедневной жизни делалось с намерением отобразить великолепие Господних творений....
12 01 2023 14:50:43
Размещение их хаpaктеризуется крайней неравномерностью: в одной части света проживает больше людей, в другой – меньше...
11 01 2023 19:24:16
Еще в школе Аркадий углубленно занимался математикой, а после поступил в Московский государственный университет, где специализировался на экономике. В 1994 году в биографии Аркадия Дворковича было окончено сразу два учебных заведения – МГУ и РЭШ (Российская экономическая школа). Кроме этого степень магистра экономики Дворкович получил в Университете Дьюк....
10 01 2023 8:25:33
Это звезды, которые могут располагаться одиночно или в целых группах – созвездиях...
09 01 2023 19:16:46
Существуют специальные критерии социальной стратификации, позволяющие определить, как в современном государстве формируются классы и как различия между людьми влияют на развитие общества...
08 01 2023 17:32:54
Переехав в Москву в тринадцатилетнем возрасте, вскоре случайным образом получила путевку в новую жизнь – Ольге предложили работу моделью. В 17 лет она подписала контpaкт с известным парижским модельным агентством «Madison».
Уже к 18 годам биография Ольги Куриленко стала известна как дeвyшки с обложки популярнейших журналов в мире – «Vogue», «Glamour», «Elle». К тому же Куриленко стала представлять компании «Bebe clothing», «Lejaby», «Clarins and Helena Rubinstein»....
07 01 2023 3:12:56
Материковая — это суша и на ней есть горы, равнины и низменности – их видно и всегда можно по ним пройти...
06 01 2023 12:45:10
Наиболее известен как профессиональный футболист по прозвищу «Бродвэй Джо»...
05 01 2023 17:20:13
Почти 2/3 территории страны занимают бескрайние равнины различной формы и высоты...
04 01 2023 11:57:57
Громадная популярность в биографии Бритни Спирс пришла после песни «Baby One More Time». Ее альбом вышел в 1999 году, на протяжении 60 недель находился в 20-ке лучших альбомов. Мировой тур Бритни стартовал после выхода второго альбома «Oops!
…. I Did It Again». Третий альбом в биографии Спирс («Britney») подтвердил ее статус звезды. Четвертый – «In The Zone» вышел в 2003 году....
03 01 2023 6:19:18
Общая хаpaктеристика
Для Южной Америки хаpaктерно удивительное разнообразие и непередаваемый колорит абсолютно всех стран, расположенных на территории континента....
02 01 2023 17:25:50
Кроме того – талантливый актер кино, режиссер и сценарист...
01 01 2023 20:21:11
Интересно, что существительные в творительном падеже могут иметь разные значения, которые подробно описаны здесь...
31 12 2022 17:27:43
Главными являются: сами государства, ТНК и различные объединения для регулирования экономических отношений – НАФТА, МВФ...
30 12 2022 20:57:53
Дополняет полученную информацию из курса географии за 7 класс...
29 12 2022 3:39:52
Описание
Название говорит само за себя – железы выделяют секреты во внешнюю среду, т.е. на поверхности органов или в полости, а не в кровь....
28 12 2022 0:16:28
Не смотря на то, что у Кристен Стюарт нет актерского образования, она блистательно сыграла более чем в 20 фильмах, показав себя как первоклассная актриса....
27 12 2022 20:17:27
Находясь в Италии, Дюрер увлекся стилем Мантегны и Беллини. Внимательно наблюдая за реалистичными деталями в живописи, Дюрер развил рациональную систему перспективы, а также человеческих пропорций. Однако кроме этого Дюрер создавал полотна под влиянием воображения (например, «Four Horsemen of the Apocalypse»). В 1498 году он выполнил серию громадных гравюр на тематику пророческих предвидений....
26 12 2022 4:47:40
Они имеют строгую географическую привязку по широте (есть природные зоны высоких широт и низких широт) и обладают рядом уникальных хаpaктеристик...
25 12 2022 11:21:53
Рассмотрим общую хаpaктеристику природных ресурсов мира и различные подходы к их классификации...
24 12 2022 1:26:47
Климат
Территория ЮАР лежит в областях тропического и субтропического климата. В течение всего года здесь наблюдается плюсовая температура – от 12 до 23 градусов по Цельсию. Температурные колебания определяются рельефом – чем выше местность, тем больше амплитуда температур. Самый жаркий участок – это саванны на юге республики. Пустыни располагаются на севере, поэтому достаточно прохладные, а в ночное время здесь могут быть даже заморозки....
23 12 2022 20:21:21
Это один из самых многочисленных типов в царстве животных...
22 12 2022 2:16:56
Даже там, где нет природного устья, люди прорыли каналы, осушили море, чтобы обеспечить доставку груза далеко вглубь континента...
21 12 2022 15:21:18
Возникшая напряженность между социалистическим и капиталистическим лагерем все больше подталкивала мир к новой войне…
...
20 12 2022 4:23:32
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 ::