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:
Именно здесь находится рубеж, отделяющий Европу от Азии...
12 06 2021 3:21:49
В состав ТЭК входят отрасли топливной промышленности и электроэнергетика...
11 06 2021 20:54:57
Находится она на юго-западе России и имеет форму квадрата с длиной стороны более 400 км...
10 06 2021 0:46:14
В данной статье мы кратко расскажем об особенностях этих животных, уточним, какие отряды относятся к млекопитающим, определим места их обитания...
09 06 2021 20:54:43
А вот какие перемены приносит время Future Continuous – говорим сегодня...
08 06 2021 21:58:23
Так каково же внешнее и внутреннее строении птиц, чем они отличаются от других животных и какие признаки свойственны только им? Об этом рассказывают на уроках биологии в 7 классе...
07 06 2021 9:14:30
Несмотря на то, что запасы сырья в нем незначительны, район занимает одну из ведущих позиций в экономике страны благодаря своему географическому положению...
04 06 2021 12:25:15
Узнаем кратко о гражданском обществе и правовом государстве...
03 06 2021 5:20:57
Используя план описания физико-географического расположения континента, узнаем его протяженность, особенности рельефа и природы, узнаем крайние точки, познакомимся с водными ресурсами...
02 06 2021 12:15:21
Творчество Тургенева включает несколько романов, множество рассказов, повестей, пьес и стихотворений...
01 06 2021 21:44:34
Рассмотрим общую хаpaктеристику природных ресурсов мира и различные подходы к их классификации...
31 05 2021 5:25:27
Живопись, музыка, театр и другие виды искусства развивались на протяжении долгого времени...
29 05 2021 11:34:52
Также здесь приведены примеры морфологического разбора наречия, основные правила его морфемного разбора...
28 05 2021 3:15:48
Но в силу особенностей своего географического положения, далеко не каждое из них имеет собственный выход к морю...
27 05 2021 21:29:12
Расположен он на северо-западе России, в устье реки Невы и на побережье Финского залива...
25 05 2021 23:40:19
Для достижения очередных военных задач армии требовались не только финансовые и материальные ресурсы – оружие, корабли, продовольствие, но и людские – солдаты и талантливые военачальники...
24 05 2021 11:33:32
Их роль в природе и для человека очень велика: они очищают воздух и снабжают его кислородом, служат пищей, дают сырье, являются источником энергии...
22 05 2021 11:49:26
В этой статье Вы сможете подробнее узнать о разновидностях данного семейства, об особенностях их жизнедеятельности, описание среды обитания...
20 05 2021 12:46:28
Это вызвало ответные действия христиан, проживающих на указанных землях...
19 05 2021 13:44:22
Биография Вильмы Рудольф наиболее известна как история первой американки, выигравшей три золотых медали на Олимпиаде...
17 05 2021 12:24:16
Зарубежная Европа, географию которой изучают в 11 классе, включает в себя 40 стран, которые имеют большие различия во всех этих показателях...
16 05 2021 22:31:57
![Степени сравнения прилагательных в английском языке таблица примеров и исключений](/stories-raw/img/25021-tablica-"stepeni-sravneniya-prilagatelnyh-angliyskogo-yazyka".jpg "Степени сравнения прилагательных в английском языке таблица примеров и исключений")
Общие правила образования каждой из них можно представить в виде таблиц...
15 05 2021 13:53:34
В январе 1547 года в биографии Ивана Грозного прошла церемония венчания, в которой он принял царский титул...
14 05 2021 0:43:51
Это ведущая отрасль сельского хозяйства с богатой историей и традициями...
13 05 2021 19:13:11
Она отличается большим разнообразием явлений и процессов...
11 05 2021 14:46:49
Правила общественного существования строятся на понимании людей дисциплины, соблюдении особых требований, норм и правовых положений...
10 05 2021 13:19:59
Как она возникает, от чего зависит, куда направлена? Прочитав статью, вы узнаете ответы на эти вопросы...
09 05 2021 7:21:33
В общей сложности она продлилась 116 лет, однако сражения велись не постоянно, а с большими перерывами...
08 05 2021 6:24:43
Биография Грига очень интересна уже тем, что он является автором музыки 600 песен и романсов, двух сюит, одного полноценного концерта и более чем 20 музыкальных пьес...
07 05 2021 12:51:57
Она уникальна тем, что лежит во всех климатических поясах кроме экваториального...
06 05 2021 16:42:43
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...
05 05 2021 5:37:29
Материал рассказывает о наиболее перспективных направлениях отрасли...
04 05 2021 9:38:20
Звезда таких фильмов как «Любовь, сбивающая с ног» и «Певец на свадьбе»...
03 05 2021 15:15:49
В данной статье описаны правила образования этих местоимений, а также исключения из правил с примерами...
02 05 2021 9:13:33
Современное положение таково, что в этом регионе есть государства с двумя формами правления – республика и монархия...
01 05 2021 0:24:40
Как известно, он умер очень молодым и не оставил после себя наследников, которые бы продолжили его дело...
30 04 2021 4:48:55
Движение зарядов принято за направление электрического тока...
29 04 2021 13:39:59
...
БСП часто встречаются в сказках, в художественной и разговорной речи, среди пословиц и поговорок...
27 04 2021 14:11:26
, а площадь речного бассейна – более 1,3 млн...
26 04 2021 0:46:21
Для него хаpaктерно использование разнообразных видов каменных орудий труда, которые вскоре уступили место металлическим изделиям...
25 04 2021 10:56:24
Она образована двумя центриолями, состоящими из микротрубочек...
24 04 2021 2:56:48
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 "Present simple: passive voice, active voice, правило пассивного залога с примерами предложений")
