Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется
Закон Гука был открыт в XVII веке англичанином Робертом Гуком. Это открытие о растяжении пружины является одним из законов теории упругости и выполняет важную роль в науке и технике.
Определение и формула закона Гука
Формулировка этого закона выглядит следующим образом: сила упругости, которая появляется в момент деформации тела, пропорциональна удлинению тела и направлена противоположно движению частиц этого тела относительно других частиц при деформации.
Математическая запись закона выглядит так:
Рис. 1. Формула закона Гука
где Fупр – соответственно сила упругости, x – удлинение тела (расстояние, на которое изменяется исходная длина тела), а k – коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью тела. Сила измеряется в Ньютонах, а удлинение тела – в метрах.
Для раскрытия физического смысла жесткости, нужно в формулу для закона Гука подставить единицу, в которой измеряется удлинение – 1 м, заранее получив выражение для k.
Рис. 2. Формула жесткости тела
Эта формула показывает, что жесткость тела численно равна силе упругости, которая возникает в теле (пружине), когда оно деформируется на 1 м. Известно, что жесткость пружины зависит от ее формы, размера и материала, из которого произведено данное тело.
Сила упругости
Теперь, когда известно, какая формула выражает закон Гука, необходимо разобраться в его основной величине. Основной величиной является сила упругости. Она появляется в определенный момент, когда тело начинает деформироваться, например, когда пружина сжимается или растягивается. Она направлена в обратную сторону от силы тяжести. Когда сила упругости и сила тяжести, действующие на тело, становятся равными, опора и тело останавливаются.
Деформация – это необратимые изменения, происходящие с размерами тела и его формой. Они связанны с перемещением частиц относительно друг друга. Если человек сядет в мягкое кресло, то с креслом произойдет деформация, то есть изменятся его хаpaктеристики. Она бывает разных типов: изгиб, растяжение, сжатие, сдвиг, кручение.
Так как сила упругости относится по своему происхождению к электромагнитным силам, следует знать, что возникает она из-за того, что молекулы и атомы – наименьшие частицы, из которых состоят все тела, притягиваются друг другу и отталкиваются друг от друга. Если расстояние между частицами очень мало, значит, на них влияет сила отталкивания. Если же это расстояние увеличить, то на них будет действовать сила притяжения. Таким образом, разность сил притяжения и сил отталкивания проявляется в силах упругости.
Сила упругости включает в себя силу реакции опоры и вес тела. Сила реакции представляет особый интерес. Это такая сила, которая действует на тело, когда его кладут на какую-либо поверхность. Если же тело подвешено, то силу, действующую на него, называют, силой натяжения нити.
Особенности сил упругости
Как мы уже выяснили, сила упругости возникает при деформации, и направлена она на восстановление первоначальных форм и размеров строго перпендикулярно к деформируемой поверхности. У сил упругости также есть ряд особенностей.
- они возникают во время деформации;
- они появляются у двух деформируемых тел одновременно;
- они находятся перпендикулярно поверхности, по отношению к которой тело деформируется.
- они противоположны по направлению смещению частиц тела.
Применение закона на пpaктике
Закон Гука применяется как в технических и высокотехнологичных устройствах, так и в самой природе. Например, силы упругости встречаются в часовых механизмах, в амортизаторах на трaнcпорте, в канатах, резинках и даже в человеческих костях. Принцип закона Гука лежит в основе динамометра – прибора, с помощью которого измеряют силу.
Рис. 3. Динамометр
Что мы узнали?
Статья подробно знакомит учащихся с материалом о том, как формулируется обобщенный закон Гука, который изучают в 7 классе, и его основной величине – силе упругости.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
Эта европейская держава находится между Атлантическим океаном и Средиземным морем, и надежно защищена от холодных циклонов горами и скалами...
19 09 2021 15:43:15
Познавательная деятельность человека имеет целенаправленный и систематический хаpaктер...
18 09 2021 5:13:37
1968, 11 июля) — юрист, инвестор, предприниматель...
17 09 2021 13:39:34
Однако вопрос происхождения птиц до сих пор вызывает жаркие споры среди палеонтологов...
16 09 2021 11:46:55
Его реалистические и инновационные волнующие романы стали популярными после того, как он подал рекламу исполнительной власти в исключительно письменной форме...
15 09 2021 11:10:51
Это государство, которое занимало территорию сегодняшних Израиля, Сирии и Палестины, построило мощную цивилизацию на фундаменте морской торговли и ремесел...
14 09 2021 18:58:15
Все страны можно разделить на группы, в зависимости от того, какая система управления в них существует, какие органы имеют главенствующее значение и другим хаpaктеристикам...
13 09 2021 18:44:26
Будучи центром торговли, культурного обмена и многочисленных путей, Средиземноморье сыграло огромную роль в развитии всей Западной цивилизации...
12 09 2021 3:52:23
Раскрывает проблемы, которые беспокоят ученых...
10 09 2021 23:30:41
Наиболее известен как португальский нападающий...
08 09 2021 18:40:44
Размеры животных колeблются от мельчайших долей миллиметра (клещи) до полуметра в диаметре (кpaбы)...
06 09 2021 22:46:35
Это был первый раз в истории человечества, когда было сформировано революционное правительство...
05 09 2021 21:41:29
То есть, деятельность человека состоит из разных компонентов, составляющих ее структуру...
04 09 2021 21:35:56
Биография Чикаго известна как история феминистки, основательницы женского образовательного художественного коллектива...
03 09 2021 11:57:29
Неважно, что это – маленький поселок или большой город – оно всегда будет самым лучшим, самым любимым...
01 09 2021 7:55:15
Оно обозначает действие в настоящем в широком смысле этого слова...
31 08 2021 14:40:38
Народная артистка России, Карелии, Чеченской Республики...
30 08 2021 14:10:40
Она отличается большим разнообразием явлений и процессов...
29 08 2021 18:49:52
Рассмотрим, какое влияние она внесла в развитие цивилизации...
28 08 2021 9:51:47
Его реалистические и инновационные волнующие романы стали популярными после того, как он подал рекламу исполнительной власти в исключительно письменной форме...
27 08 2021 19:47:53
Указывает на естественные причины, которые выполняли роль регуляторов рождаемости и cмepтности...
25 08 2021 6:14:24
Как они были воздвигнуты, какое у них назначение и что они символизируют – на эти вопросы отвечает данная статья...
24 08 2021 1:18:15
В статье показаны способы образования подобных деепричастий, приведены наглядные примеры, а также исключения из правил...
23 08 2021 23:52:17
Российская Федерация является многонациональным государством, на территории которого проживает более двухсот различных народностей и национальностей...
22 08 2021 3:30:10
Нужно ориентироваться, как они сменяются в направлении с севера на юг и чем вызвана такая последовательность...
20 08 2021 13:56:12
Наиболее известен как профессиональный игрок NBA с забавными цветами волос...
18 08 2021 2:52:42
Многие завоеватели пытались заполучить это «лакомый кусок»...
17 08 2021 9:15:51
Большую часть своей жизни он посвятил покорению Северного полюса, и стал первым человеком, которому удалось его достигнуть...
16 08 2021 23:30:53
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...
15 08 2021 12:21:35
Это открытие о растяжении пружины является одним из законов теории упругости и выполняет важную роль в науке и технике...
14 08 2021 1:51:26
Их часто рассматривают вместе, так как они имеют много общего...
13 08 2021 13:30:37
Это одна из самых молодых областей человеческой деятельности...
12 08 2021 15:35:12
Под его руководством компания явила миру целый ряд революционных технологий, включая iPhone и iPad...
11 08 2021 13:41:52
Рисует правдивую картину о достопримечательностях расположенных в мегаполисах...
10 08 2021 10:33:25
Оно оказало существенное влияние на развитие Запада и Востока...
09 08 2021 14:32:20
При рождении в биографии Хоселито было получено имя Хосе Гомез...
08 08 2021 20:32:18
Естественно, такое положение очень сильно повлияло на климат Африки...
06 08 2021 18:24:33
Рассказывает об особенностях каждого города в отдельности...
05 08 2021 2:30:42
С их помощью можно развить различные отрасли промышленности, модернизировать социальную сферу...
04 08 2021 23:38:57
Такие биополимеры называются нуклеиновыми кислотами...
02 08 2021 20:15:22
Удивительно, но в отличие от других материков, у этого континента можно определить только крайнюю северную точку...
01 08 2021 2:51:50
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 ::
.jpg "Обитатели соленых и пресных водоемов (3 класс)")
.jpg "Природные зоны таблица(7 класс) по географии")
