Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется > 6 пчел
6 пчел    

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.


Видоизменения корней – таблица типов и строения

Видоизменения корней – таблица типов и строения Иногда корни выполняют и другие, не типичные функции...

26 11 2022 16:39:19

Нервная система члeнистоногих – тип, с какой сходна

Нервная система члeнистоногих – тип, с какой сходна В этой статье мы рассмотрим нервную систему члeнистоногих, обозначим её особенности и функции...

24 11 2022 0:48:24

Природные зоны мира (Земли), соответствие и названия, типичное размещение крупных зон

Природные зоны мира (Земли), соответствие и названия, типичное размещение крупных зон Формирование природной зоны зависит от соотношения уровня тепла и влаги, то есть меняется климат – меняется и природная зона...

23 11 2022 3:20:23

Языковые семьи Зарубежной Европы и языки

Языковые семьи Зарубежной Европы и языки Примерно в 5-6 веке до нашей эры, все жители равнин и гор разговаривали, понимая друг друга...

22 11 2022 20:13:31

Сара Хьюз (Sarah Hughes) краткая биография фигуристки

Сара Хьюз (Sarah Hughes) краткая биография фигуристки Биография Сары Хьюз известна как обладательницы золотой медали по фигурному катанию на Олимпиаде 2002 года...

19 11 2022 11:19:12

Экономика и ее роль в жизни общества кратко (10 класс)

Экономика и ее роль в жизни общества кратко (10 класс) Для этого создана экономическая система, в рамках которой люди взаимодействуют и реализуют свои потребности...

18 11 2022 18:49:56

Металлургический комплекс России – хаpaктеристика, схема в таблице

Металлургический комплекс России – хаpaктеристика, схема в таблице Развитие последних невозможно без развития металлургии, которая в свою очередь является основой машиностроения...

16 11 2022 3:46:53

Самая краткая биография Носова

Самая краткая биография Носова Родился Николай 10 ноября 1908 года в Киеве в семье актера...

15 11 2022 4:49:19

Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа

Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа В данной статье описаны особенности склонения местоимений 3 лица единственного и множественного числа...

14 11 2022 19:35:58

Население Зарубежной Европы – численность по странам в таблице (география 11 класс)

Население Зарубежной Европы – численность по странам в таблице (география 11 класс) Всего в регионе проживает 9% от общего количества жителей планеты, то есть численность населения Зарубежной Европы – около 500 млн...

12 11 2022 23:19:17

Рельеф и полезные ископаемые Южной Америки – особенности, преобладающие формы и особенности

Рельеф и полезные ископаемые Южной Америки – особенности, преобладающие формы и особенности Восточная часть сформировалась еще в докембрийский период, и там рельеф Южной Америки представляет собой равнину – это Южно-Американская платформа...

11 11 2022 21:53:34

Рельеф России – особенности, карта и примеры формы

Рельеф России – особенности, карта и примеры формы Почти 2/3 территории страны занимают бескрайние равнины различной формы и высоты...

09 11 2022 8:25:10

Закон Авогадро в химии – формула, следствия и примеры

Закон Авогадро в химии – формула, следствия и примеры Гипотеза была сформулирована Амедео Авогадро в 1811 году, а позже была подтверждена экспериментально...

07 11 2022 15:31:44

Восточное Средиземноморье – страны и цивилизации в древности

Восточное Средиземноморье – страны и цивилизации в древности Будучи центром торговли, культурного обмена и многочисленных путей, Средиземноморье сыграло огромную роль в развитии всей Западной цивилизации...

05 11 2022 2:29:31

Религия Древнего Египта – религиозные верования кратко (5 класс)

Религия Древнего Египта – религиозные верования кратко (5 класс) Но во что верили древние египтяне? Что из себя представляла религия Древнего Египта? ...

03 11 2022 14:53:12

Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)

Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир) В результате такого разнообразия размножение и развитие животных также имеет множество отличий и особенностей...

02 11 2022 14:34:10

Экономические реформы Петра 1 в таблице, кратко о целях и сущности

Экономические реформы Петра 1 в таблице, кратко о целях и сущности Не обошел он стороной и экономику...

01 11 2022 20:53:41

Мир глазами географа (4 класс) по окружающему миру

Мир глазами географа (4 класс) по окружающему миру Увидеть мир глазами географа — значит собрать безграничные знания о Земле, ее обитателях, населении, ресурсах...

30 10 2022 17:33:41

Гражданин Российской Федерации – основные права, долг и обязанность (10 класс)

Гражданин Российской Федерации – основные права, долг и обязанность (10 класс) Узнаем, что наука вкладывает в это понятие, и как статус гражданина реализуется в России...

26 10 2022 9:41:45

Таблица “Класс паукообразные” – представители

Таблица “Класс паукообразные” – представители Основные представители – это пауки, скорпионы, клещи и сенокосцы...

25 10 2022 3:56:47

Право в системе социальных норм кратко особенности,понятие и месте в таблице

Право в системе социальных норм кратко особенности,понятие и месте в таблице Какое место среди них занимает право? Понятие права, одно из понятий ТГП (теории государства и права), изучают на уроках обществознания в 10 классе...

24 10 2022 17:11:46

Типы социальной стратификации – исторические и классовые

Типы социальной стратификации – исторические и классовые Со временем оно не исчезло, наоборот, в связи с появлением государства, развитием промышленности, усложнением социальной структуры, расслоение общества усилилось...

23 10 2022 8:31:52

Языковые семьи Зарубежной Европы и языки

Языковые семьи Зарубежной Европы и языки Примерно в 5-6 веке до нашей эры, все жители равнин и гор разговаривали, понимая друг друга...

22 10 2022 16:24:18

Экологическая пирамида энергии – правило и типы

Экологическая пирамида энергии – правило и типы Они показывают, как в экосистемах перемещается энергия по цепям питания...

20 10 2022 16:21:12

Краткая биография Карла Великого

Краткая биография Карла Великого  Краткая биография Карла Великого полна яркими событиями, оказавшими ход на мировую историю...

19 10 2022 2:55:12

Present Simple таблица правил и примеров для детей

Present Simple таблица правил и примеров для детей В этом времени нет ничего сложного, если изучать его по таблице Present Simple...

18 10 2022 9:20:49

Джордж Ванкувер – английский мореплаватель и исследователь

Джордж Ванкувер – английский мореплаватель и исследователь Ему удалось создать точные карты и описания этого региона, собрать большое количество информации, которая оказала большую помощь при дальнейшем его изучении...

17 10 2022 15:43:27

Леди Гага (Lady Gaga) краткая биография певицы

Леди Гага (Lady Gaga) краткая биография певицы Её следующий мини-альбом “The Fame Monster” был шесть раз номинирован на премию «Грэмми»...

16 10 2022 8:31:59

Родительный падеж множественного числа существительных, окончания и формы

Родительный падеж множественного числа существительных, окончания и формы В этой статье рассмотрены способы образования форм родительного падежа множественного числа, а также наиболее трудные случаи...

15 10 2022 12:20:37

Строение грибов и их многообразие (5 класс, биология)

Строение грибов и их многообразие (5 класс, биология) В данной статье Вы познакомитесь со строением и многообразием грибов, этот материал поможет лучше разобраться в теме, а также подготовить доклад к уроку в 5 классе...

14 10 2022 10:21:33

Климат Северной Америки (7 класс) – ветер и климатообразующие факторы

Климат Северной Америки (7 класс) – ветер и климатообразующие факторы Климат имеет важное значение для развития страны, ведь именно природные условия определяют, какими животными и растениями будет населена та или иная территория...

13 10 2022 17:39:33

Природная зона Арктических пустынь России – где расположена, план описания

Природная зона Арктических пустынь России – где расположена, план описания Ее нижняя граница находится приблизительно на 71 параллели, так, где остров Врангеля...

12 10 2022 11:49:52

Химические свойства солей и их получение в таблице (8 класс, химия)

Химические свойства солей и их получение в таблице (8 класс, химия) Химические свойства солей позволяют получать различные соединения...

10 10 2022 13:27:48

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 ::