Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется
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.
Представители Члeнистоногих населяют, как водное, так и наземное прострaнcтво нашей планеты...
18 03 2024 7:33:30
На территории материка расположено более 20 крупных рек, среди которых пальму первенства, безусловно, занимает величественная Амaзoнка – одна из крупнейших рек в мире...
17 03 2024 1:38:14
Приводятся статистические данные по содержанию воды на планете...
16 03 2024 16:44:15
В этой статье подробно описаны грамматические и синтаксические признаки, способы образования, хаpaктерные особенности причастий и деепричастий...
14 03 2024 12:47:27
В данной статье представлены все правила подчеркивания числительных, в зависимости от их роли в речевой конструкции...
13 03 2024 18:39:44
Согласно гипотезе жизнь произошла из неживой материи (абиогенно) в результате сложных биохимических реакций...
11 03 2024 10:11:36
В этой статье Вы сможете подробнее узнать о разновидностях данного семейства, об особенностях их жизнедеятельности, описание среды обитания...
10 03 2024 3:41:38
Именно её наличие свидетельствует о более сложном строении организма...
08 03 2024 18:41:14
Формирует понятие о специфике местного ландшафта...
07 03 2024 3:29:54
Но все многообразие нашего мира можно условно разделить на три группы: тела, вещества и частицы...
06 03 2024 7:47:42
А вот вопрос, можно ли перевести корабль через гору в море или другой водоем, вызовет у нас сомнение...
05 03 2024 5:50:31
Они используются для решения задач...
03 03 2024 10:58:30
В этой статье Вы сможете подробнее узнать о разновидностях данного семейства, об особенностях их жизнедеятельности, описание среды обитания...
02 03 2024 15:21:46
Автором их является Гомер – легендарный аэд Древней Греции, поэт и певец, основоположник мировой литературы...
01 03 2024 7:47:37
Великое переселение народов привело к образованию новых государств...
29 02 2024 18:46:55
На одной площади закономерно сменяют друг друга такие природные комплексы как тайга, степи и лесостепи, муссонные и переменно влажные леса, вечнозеленые жестколистные леса и области высотной зональности...
28 02 2024 4:46:56
Эта отрасль является ведущей для многих стран...
27 02 2024 15:40:26
В русском языке местоимения склоняются по родам, числам и падежам...
26 02 2024 21:58:49
Расположено между Британскими островами на западе, Ютландским, Скандинавским полуостровами на востоке и континентальной Европой на юге...
25 02 2024 10:55:33
Благодаря внушительной площади рельеф страны отличается большим разнообразием...
24 02 2024 10:27:57
Каковы причины, ход, итоги Великой Октябрьской Социалистической революции – эти и другие вопросы истории сегодня в центре нашего внимания...
23 02 2024 21:46:49
На Земле скорпионы живут более 400 млн...
22 02 2024 12:33:27
Наиболее известен в NASCAR как «Устрашитель» за его соревновательные инстинкты и жесткий стиль езды...
21 02 2024 14:42:45
Великая Северная война, которую изучают по истории в 8 классе открыла путь к Балтике и способствовала «превращению» России в империю...
20 02 2024 13:11:46
Рассмотрим конкретно по классам и определим роль члeнистоногих в природе...
19 02 2024 10:46:35
Вещества, попавшие в кровь, лимфу или тканевую жидкость воздействуют на клетки, стимулируя их деятельность (рост, деление, сокращение)...
18 02 2024 20:16:11
Рассказывает об экономических особенностях стран Южной Европы...
17 02 2024 21:33:55
Катарина Витт известна как харизматичная чемпионка по фигурному катанию...
16 02 2024 6:42:32
Существует несколько разновидностей исторической периодизации, однако во всем мире принято пользоваться ее классическим вариантом...
15 02 2024 19:15:52
Как следствие, были сформированы природные зоны материков, отличающиеся между собой по составу почвы, климатическим условиям, растительному и животному миру...
14 02 2024 20:38:47
Несмотря на то, что рассматриваемая часть света является относительно небольшой, единой общепризнанной классификации субрегионов и стран Зарубежной Европы нет...
13 02 2024 10:25:49
Входила в состав популярной девичьей группы «Блестящие» (с 2001 по 2007)...
12 02 2024 1:54:56
Приводятся сравнения их нынешнего состояния с минувшим временем...
11 02 2024 5:44:14
Наиболее известен как куортербек комaнды «Нью-Ингленд Пейтриотс», дважды названный самым ценным игроком Суперкубка...
09 02 2024 22:38:15
Из-за ее непоследовательности она вызывала критику как со стороны помещиков, так и со стороны крестьян...
08 02 2024 7:19:34
В данной статье приведена таблица, в которой описаны правила склонений причастий и написания падежных окончаний...
07 02 2024 22:10:30
Это событие фактически завершило падение феодально-крепостнической системы...
06 02 2024 2:15:58
Какое именно значение паукообразных в природе и жизни человека, вы узнаете, прочитав данную статью...
05 02 2024 23:50:34
Сложность заключается и в том, что краткие причастия часто путают с отглагольными прилагательными, с которыми они имеют схожие суффиксы...
04 02 2024 14:42:47
Дойти до горизонта нельзя, даже если очень долго идти в его сторону...
03 02 2024 14:11:28
Она образована двумя центриолями, состоящими из микротрубочек...
02 02 2024 18:12:14
Погода может быть очень изменчивой даже в течение одного дня...
01 02 2024 9:47:38
Но задумывался ли кто-нибудь о том, почему звенит звонок? Как звук распространяется в прострaнcтве, как мы его слышим? ...
31 01 2024 8:54:10
Если биоценоз устойчив, то он существует неопределённо долго...
30 01 2024 8:49:54
На Земле существует несколько таких зон, которые плавно переходят одна в другую...
29 01 2024 1:33:52
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 ::