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.
Он настолько огромен, что с легкостью может вместить в себя все материки и острова, вместе взятые и именно поэтому его часто называют Великим...
24 04 2024 11:24:49
Имя выдающейся красавицы Лорен нередко попадает в списки самых привлекательных женщин мира...
22 04 2024 10:10:20
Наиболее известна как чемпионка США 2006 года по фигурному катанию...
21 04 2024 7:40:21
При рождении в биографии Хоселито было получено имя Хосе Гомез...
20 04 2024 7:41:47
Также здесь приведены примеры морфологического разбора наречия, основные правила его морфемного разбора...
18 04 2024 19:34:24
Здесь можно встретить несколько природных зон: степи, пустыни, полупустыни влажные тропические леса...
16 04 2024 5:19:27
Некоторые из них очень особенные, но многие из них можно сгруппировать в отдельные группы по их назначению – это могут быть электроприборы, предметы мебели, посуда, одежда...
15 04 2024 14:32:36
Раздел микробиологии, изучающий вирусы, называется вирусологией...
14 04 2024 18:29:47
С их помощью люди решают почти все свои хозяйственные нужды: строят, отапливают помещения, ездят на трaнcпорте, создают много полезных бытовых вещей...
13 04 2024 11:15:21
Зарубежная Европа, географию которой изучают в 11 классе, включает в себя 40 стран, которые имеют большие различия во всех этих показателях...
12 04 2024 0:14:48
11 04 2024 2:11:48
Строение электронных оболочек атомов определяется положением элемента в Периодической системе химических элементов Д...
10 04 2024 13:58:39
Водные объекты занимают большую часть суши, благодаря чему в России хорошо развит речной и морской трaнcпорт, промышленность, построено много электростанций...
09 04 2024 1:17:42
Рассказывает о непростом отношении ученых к Пятому океану...
08 04 2024 5:52:14
Самые известные из них – клещи, скорпионы и пауки...
07 04 2024 1:16:19
Материал представлен сравнительной информацией со схожими по площади участками суши...
06 04 2024 12:44:16
Оно постоянно изменялось, приобретало новые черты...
05 04 2024 16:28:37
Но не меньшую ценность представляют и шедевры, созданные матушкой-природой...
01 04 2024 10:10:22
Его значение – в разностороннем обеспечении жизни на Земле...
31 03 2024 18:16:11
Даже в самых отдаленных уголках земного шара, в местах с очень суровым климатом, можно встретить различные виды растений...
29 03 2024 5:16:48
Пережив периоды расцвета и упадка, это государство оставило богатое наследие – научные идеи и изобретения, которые успешно используются и по сей день...
28 03 2024 22:21:54
Общая хаpaктеристика Волго-Вятского экономического района России даёт представление о размерах территории, географическом положении региона, его природно-ресурсном потенциале, населении, трудовых ресурсах и специализации хозяйства...
27 03 2024 22:11:49
Российская Федерация – самая большая страна в мире...
26 03 2024 6:25:26
Систематические описания природы и погодных условий очень важны, поскольку позволяют сформировать внимательность, наблюдательность, помогают обобщать и делать выводы...
23 03 2024 9:26:53
Взаимодействие человека и природы, которое становится все активнее, привело к нарушениям экосистемы, многие из которых являются необратимыми...
22 03 2024 22:48:51
21 03 2024 21:20:40
На Земле скорпионы живут более 400 млн...
20 03 2024 12:36:43
В данной статье подробно описаны все случаи употрeбления предлогов винительного падежа с привидением наглядных примеров...
19 03 2024 17:30:29
С их помощью можно развить различные отрасли промышленности, модернизировать социальную сферу...
18 03 2024 17:39:22
Из-за относительно небольших его размеров большинство стран континента имеет выход к океаническим водам...
17 03 2024 2:53:52
Она стала фактической наследницей древнегреческих традиций, параллельно впитав в себя культуры восточных народов, во множестве населявших территорию империи...
16 03 2024 0:30:54
Янг) (1867-1955) – американский бейсбольный игрок, родился в городе Гилмор, штат Огайо...
15 03 2024 23:44:19
Родился Исаак 18 августа 1860 года в Ковенской губернии селе Кибарты в весьма образованной семье...
14 03 2024 11:58:36
22 декабря 1937) – писатель, сценарист и телеведущий, лауреат многих наград и премий в области литературы...
13 03 2024 5:15:41
Его должность подразумевала распространение информации и идеологии...
12 03 2024 14:11:51
Внешняя оболочка земного шара состоит из множества пород и самых различных минералов, каждый из которых представляет большой интерес для науки...
11 03 2024 19:16:18
Раскрывает интересные факты об отдельных его представителях...
10 03 2024 1:47:58
Схемы склонений числительных разнообразны...
09 03 2024 18:10:21
Биография Амaнды Кетцер известна как главной африканской звезды тенниса...
08 03 2024 21:18:50
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 ::