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.




Гленн Уорнер (Glenn Warner) краткая биография

Гленн Уорнер (Glenn Warner) краткая биография Родился в городе Спрингвилль, штат Нью-Йорк...

26 01 2022 13:56:48

Краткая биография Сахарова Андрея Дмитриевича академика

Краткая биография Сахарова Андрея Дмитриевича академика Он являлся общественным деятелем и правозащитником, народным депутатом СССР...

25 01 2022 8:50:27

Межличностные конфликты (6 класс, обществознание)

Межличностные конфликты (6 класс, обществознание) Это психологическая проблема нескольких отдельно взятых людей, требующая немедленного разрешения в пользу всех сторон конфликта, в любом другом варианте, исчерпан он не будет...

24 01 2022 19:18:40

Тридцатилетняя война (1618-1648) – причины и итоги кратко в таблице (7 класс)

Тридцатилетняя война (1618-1648) – причины и итоги кратко в таблице (7 класс) Эта борьба за гегемонию Священной Римской империи стала последней европейской религиозной войной...

23 01 2022 1:26:32

Аполо Оно (Apolo Ohno) краткая биография фигуриста

Аполо Оно (Apolo Ohno) краткая биография фигуриста Наиболее известен как золотой медалист, который выиграл «Танцы со звездами»...

22 01 2022 2:25:24

Способы размножения растений – какие встречаются, вегетативное и споровое (6 класс)

Способы размножения растений – какие встречаются, вегетативное и споровое (6 класс) Растения, по сравнению с другими царствами, имеют наибольшее разнообразие способов размножения...

21 01 2022 10:55:52

Современное общество и наука в жизни общества

Современное общество и наука в жизни общества Оно постоянно изменялось, приобретало новые черты...

20 01 2022 6:20:20

Джин Тунней (Gene Tunney) краткая биография боксера

Джин Тунней (Gene Tunney) краткая биография боксера Увлечение Джина Тунней боксом проявилось еще в юности...

19 01 2022 11:21:30

Строение скелета человека в таблице (8 класс, биология)

Строение скелета человека в таблице (8 класс, биология) Строение скелета человека аналогично строению всех млекопитающих, но имеет особенности, связанные с прямохождением...

18 01 2022 11:21:21

Неправильное построение предложения с деепричастным оборотом – примеры ошибок и нарушений

Неправильное построение предложения с деепричастным оборотом – примеры ошибок и нарушений Во избежание этого рекомендуется ознакомиться с правилами использования этой части речи, а также исключениями из этих правил...

17 01 2022 3:33:16

Минеральные ресурсы мира и воды – в чем заключается рациональное использование

Минеральные ресурсы мира и воды – в чем заключается рациональное использование Топливо, металлы, строительные материалы, химическое сырье, драгоценные сплавы и камни – всеми этими природными богатствами люди пользуются в течение многих лет...

16 01 2022 20:35:18

Правильные глаголы английского языка – таблица с правилами

Правильные глаголы английского языка – таблица с правилами На самом деле эти слова имеют свои особенности, с которыми необходимо знакомиться всем обучающимся...

15 01 2022 9:30:41

Что такое погода (2 класс) определение по окружающему миру

Что такое погода (2 класс) определение по окружающему миру Погода может быть очень изменчивой даже в течение одного дня...

14 01 2022 7:13:18

Общественный прогресс – критерии, понятие, проблема противоречивости

Общественный прогресс – критерии, понятие, проблема противоречивости Общество развивается неравномерно, меняет позиции, как человек...

09 01 2022 6:57:19

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...

06 01 2022 19:46:35

Политическое поведение – формы, способы и аспекты

Политическое поведение – формы, способы и аспекты Узнаем, что под политическим поведением понимает наука, и какими свойствами она наделяет политическую личность...

05 01 2022 20:32:21

Восточная Сибирь – краткая хаpaктеристика (8 класс), географическое положение и протяженность

Восточная Сибирь – краткая хаpaктеристика (8 класс), географическое положение и протяженность Данный регион отличается суровым климатом, ограниченной флорой и фауной, и невероятно богатыми природными ресурсами...

03 01 2022 17:37:59

Спряжение глагола to be в английском языке – таблица

Спряжение глагола to be в английском языке – таблица Этот глагол выполняет множество функций и встречается в составе разнообразных грамматических конструкций...

01 01 2022 6:30:23

Предлоги дательного падежа в русском языке

Предлоги дательного падежа в русском языке В статье рассмотрены наиболее распространенные предлоги дательного падежа, приведены различные примеры их использования...

31 12 2021 2:53:38

Тема Моря, озера и реки России по окружающему миру

Тема Моря, озера и реки России по окружающему миру На ее огромной территории текут малые и крупные реки, а озер насчитывается более двух миллионов...

30 12 2021 18:18:51

Последний крестовый поход – в каком году состоялся, даты

Последний крестовый поход – в каком году состоялся, даты Он пpaктически не принес результатов и в очередной раз напомнил, что христианские государства на Востоке обречены на захват мусульманами...

29 12 2021 13:22:16

Города Италии – список для Северных и Южных регионов

Города Италии – список для Северных и Южных регионов Столицей южного европейского государства является Рим, который вместе с другими прекрасными городами Италии является настоящей сокровищницей Средиземноморья...

28 12 2021 8:22:36

Представители паукообразных, многообразие класса и среда обитания по списку

Представители паукообразных, многообразие класса и среда обитания по списку Известными представителями паукообразных являются клещи, пауки и скорпионы...

26 12 2021 22:41:11

Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования

Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования Дать исчерпывающую информацию об исследователях, которые внесли научный вклад, чьи имена известны каждому...

25 12 2021 2:41:39

Смутное время в России кратко, почему выстояла, хронология

Пришелся он на конец 16 – начало 17 веков...

24 12 2021 19:27:51

Административно-территориальное устройство России – особенности

Административно-территориальное устройство России – особенности Существующая система сложилась из-за обширной территории нашей страны, из-за ее особенных национальных, региональных, экономических условий...

23 12 2021 4:47:22

Электроэнергетика России – основные проблемы

Электроэнергетика России – основные проблемы Дает представление о принципах и способах получения и передачи электроэнергии потребителю...

22 12 2021 12:23:54

Мораль и ее категории (тема обществознания, 10 класс)

Мораль и ее категории (тема обществознания, 10 класс) Как правило, действия против морали осуждаются со стороны общества...

21 12 2021 8:30:40

Ричард Гаске (Richard Gasquet) краткая биография теннисиста

Ричард Гаске (Richard Gasquet) краткая биография теннисиста Биография Ричарда Гаске известна как одаренного французского теннисиста, выигравшего чемпионат Франции в парном разряде в 2002 году...

20 12 2021 14:19:47

Северное море на карте мира – краткое описание, какие страныи побережья омывает

Северное море на карте мира – краткое описание, какие страныи побережья омывает Расположено между Британскими островами на западе, Ютландским, Скандинавским полуостровами на востоке и континентальной Европой на юге...

19 12 2021 9:33:27

Западная Африка – страны и государства

Западная Африка – страны и государства Рассказывает о составе населения и основной религии...

18 12 2021 3:58:17

Моря Зарубежной Европы, океаны и проливы омывающие береговую линию

Моря Зарубежной Европы, океаны и проливы омывающие береговую линию В западной части этого региона на долю островов и полуостровов приходится одна треть всей суши...

16 12 2021 17:41:34

Какая природная зона самая большая и занимает большую площадь России

Какая природная зона самая большая и занимает большую площадь России Огромные территории покрыты дремучими лесами...

15 12 2021 20:56:41

Современные исследования Антарктиды, основные события

Современные исследования Антарктиды, основные события Дает понимание о важности производимых исследований...

14 12 2021 5:58:30

Чарльз Уилкинсон (Charles Wilkinson) краткая биография

Чарльз Уилкинсон (Charles Wilkinson) краткая биография Во время студенческих лет (он обучался в университете Миннесоты) его спортивный талант проявлялся всесторонне...

13 12 2021 10:55:44

Осень (окружающий мир, 2 класс) – растения и деревья в природе

Осень (окружающий мир, 2 класс) – растения и деревья в природе А в природе происходят свои перемены: все живое начинает готовиться к приходу холодной зимы...

11 12 2021 11:32:13

Деепричастие совершенного вида

Деепричастие совершенного вида В этой статье рассмотрены различные способы образования деепричастий совершенного вида с примерами, а также исключения из общих правил...

09 12 2021 17:56:18

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 ::