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.
Для достижения очередных военных задач армии требовались не только финансовые и материальные ресурсы – оружие, корабли, продовольствие, но и людские – солдаты и талантливые военачальники...
27 04 2024 7:21:32
Поэтому Зарубежная Европа представляет большой интерес для туристов и людей, интересующихся историей...
26 04 2024 17:22:37
Подобное разнообразие стало возможным благодаря большой площади, занимаемой государством...
25 04 2024 22:21:42
Водоросли отличаются своим строением от большинства растений...
23 04 2024 22:10:42
В мире насчитывается свыше 1,5 млн...
22 04 2024 0:11:41
В бескрайних океанических просторах царят мощные течения Тихого океана, описывающие два круга, один из которых циркулирует в северной части океана, а другой – в южной...
20 04 2024 23:10:44
В данной статье подробно описаны правила обособления причастных оборотов, а также исключения из этих правил с примерами...
18 04 2024 4:21:46
Как и любой другой материк, Африка имеет свои крайние точки...
17 04 2024 18:45:23
Значительны в Российской Федерации и запасы пресных вод...
16 04 2024 15:40:45
Такие высказывания, как и в русском языке, образуются с помощью частицы “not” (не)...
14 04 2024 11:51:36
Далеко не все они погибли от военных действий...
13 04 2024 2:57:51
Формирование природной зоны зависит от соотношения уровня тепла и влаги, то есть меняется климат – меняется и природная зона...
12 04 2024 11:49:31
Это слово часто встречается в речи, следовательно, важно разобраться в особенностях его употрeбления...
10 04 2024 14:42:58
По дальности перевозок она во многом уступает таким гигантам как Россия и США, однако является лидером по интенсивности движения, качеству трaнcпорта и роли в транзитных и международных перевозках...
08 04 2024 5:45:39
Среди всех лесов планеты, она занимает самую большую часть – 17% суши всей планеты – это тайга...
07 04 2024 15:20:50
Она на сегодняшний день является крайне нeблагоприятной...
05 04 2024 7:32:47
В итоге можно выделить несколько значимых периодов, которые существенно повлияли на формирование территории России...
04 04 2024 13:29:30
Во всем мире геологи занимаются поиском новых месторождений минеральных ресурсов...
03 04 2024 13:32:55
Так же, как и любой материк, Северная Америка богата полезными ископаемыми...
02 04 2024 15:11:58
95% материка имеет высоту не больше 600 метров над уровнем моря...
01 04 2024 0:19:44
В этой статье Вы сможете подробнее узнать об особенностях насекомых, их классификации...
31 03 2024 16:28:33
...
30 03 2024 14:44:34
Каждую природную зону хаpaктеризуют: климат, рельеф, тип почвы, тип растительности и животный мир...
29 03 2024 9:19:40
Погода может быть очень изменчивой даже в течение одного дня...
28 03 2024 18:58:22
Многие считают именно перестройку этапом, который привел к распаду Советского Союза...
27 03 2024 11:25:59
АТФ – аденозинтрифосфат – участвует в процессах метаболизма и регулирует биохимические реакции в организме...
26 03 2024 8:12:55
Оно оказало существенное влияние на развитие Запада и Востока...
25 03 2024 4:39:42
Будучи центром торговли, культурного обмена и многочисленных путей, Средиземноморье сыграло огромную роль в развитии всей Западной цивилизации...
24 03 2024 19:31:51
На территории материка расположено более 20 крупных рек, среди которых пальму первенства, безусловно, занимает величественная Амaзoнка – одна из крупнейших рек в мире...
23 03 2024 6:21:10
Пегги Флеминг начала кататься в возрасте 9 лет...
22 03 2024 0:35:41
Она ознаменовалась важными событиями, которые повлияли на ход истории человечества...
21 03 2024 16:51:33
Самые известные из них – клещи, скорпионы и пауки...
19 03 2024 12:48:55
Благодаря смене ландшафтов природа этого региона весьма разнообразна, однако главной природной зоной Ставропольского края является Степь...
17 03 2024 18:16:14
Благодаря археологическим раскопкам ученые смогли установить, что зарождение человеческой расы произошло в Африке – именно там были обнаружены останки первобытных людей...
16 03 2024 4:18:26
Формирование природной зоны зависит от соотношения уровня тепла и влаги, то есть меняется климат – меняется и природная зона...
15 03 2024 12:56:42
Со всех сторон он омывается океаническими водами...
14 03 2024 11:47:27
Его субъектами являются такие единицы, которые способны управлять капиталом, финансами, трудовыми ресурсами, информацией на уровне мирового масштаба...
13 03 2024 15:19:47
Сэр Дональд Джордж Брэдмен наиболее известен как один из величайших игроков в крикет, а также как выдающийся спортсмен...
12 03 2024 22:30:52
Существует пoлoвoе и бесполое размножение организмов...
10 03 2024 18:35:26
На западе страны расположена горная местность, которая находится под влиянием Тихого океана, а для равнинных областей с резко континентальным климатом хаpaктерно влияние Арктики...
09 03 2024 12:16:46
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 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Андерсена
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Строение глаза и функции его частей в таблице
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Самая краткая биография Гайдара
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Основные природные зоны Канады
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Какая часть света наибольшая по площади и численности населения?
Самая краткая биография Грига
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Богатство (обществознание, 5 класс)
Краткая биография Жюль Верна
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Путешествие по Москве (2 класс, окружающий мир)
Причастие и деепричастие – отличия
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Истории различных видов трaнcпорта (2 класс, окружающий мир)
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Виды мутаций в таблице – хромосомные, генные и геномные (10 класс, биология)
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Краткая биография Суворова, рассказ о полководце Александре Васильевиче для детей всех классов
Самая краткая биография Марко Поло
Сходство и различие между митозом и мейозом
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Цепь питания на примере тайги и луга (4 класс, окружающий мир)
Железы внутренней секреции человека в таблице
Самая краткая биография Бетховена
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)