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.



Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:


Зона лесов (4 класс, окружающий мир)

Зона лесов (4 класс, окружающий мир) Находится она в умеренном поясе, благодаря чему ярко выражены все времена года, зимы снежные и холодные, а лето – теплое...

18 09 2021 9:39:16

Антропогенное воздействие на биосферу кратко (9 класс, биология)

Антропогенное воздействие на биосферу кратко (9 класс, биология) Оно заключается в изменении её состава и свойств и имеет в основном негативный хаpaктер...

17 09 2021 17:52:57

Обмен веществ и энергии в клетке – основное свойство превращения

Обмен веществ и энергии в клетке – основное свойство превращения Преобразование веществ в энергию является главным условием живых организмов, начиная одноклеточными растениями и заканчивая человеком...

16 09 2021 15:22:23

Фаина Раневская биография – личная жизнь и дети

И это неудивительно, ведь даже в небольшом эпизоде актриса могла продемонстрировать всю мощь своего таланта...

15 09 2021 4:39:39

Постоянные признаки глагола и непостоянные морфологические признаки глагола

Постоянные признаки глагола и непостоянные морфологические признаки глагола В первом случае грамматические категории меняются в зависимости от контекста, во втором – не меняются ни при каких условиях...

13 09 2021 5:43:18

Автотрофное питание – типы и способ, в каких условиях возник

Автотрофное питание – типы и способ, в каких условиях возник Организмы, способные самостоятельно синтезировать важные для жизнедеятельности вещества, пpaктикуют автотрофное питание и называются автотрофами...

12 09 2021 13:49:43

Краткая биография Айвазовского, творчество художника и личная жизнь Ивана Константиновича для детей

Он был меценатом, а также почетным члeном римской, парижской и амтердамской Академий художеств...

10 09 2021 22:44:42

Природные зоны: заповедники (Астpaxaнский и Кандалакшский). Природно-заповедная зона

Природные зоны: заповедники (Астpaxaнский и Кандалакшский). Природно-заповедная зона В условиях увеличения численности населения планеты только так можно остановить массовое уничтожение природных богатств, флоры и фауны...

09 09 2021 22:15:25

Самая краткая биография Платонова

Родился Андрей Климентов в Воронеже в рабочей семье...

05 09 2021 19:33:18

Ричард Петти (Richard Petty) краткая биография гонщика

Ричард Петти (Richard Petty) краткая биография гонщика Наиболее известный как семикратный победитель гонок в Дейтоне на 500 миль...

04 09 2021 8:18:43

Забайкальский подрайон – проблемы, состав

Забайкальский подрайон – проблемы, состав Дает представление о расположении описываемой территорию...

02 09 2021 17:55:55

Таблица Местоимения в английском языке с переводом, трaнcкрипция и склонение

Таблица Местоимения в английском языке с переводом, трaнcкрипция и склонение Для правильного употрeбления местоимений в речи нужно знать их значение, разряды и правила склонения...

31 08 2021 18:42:49

Морфологический разбор деепричастия, примеры как сделать морфемный разбор слова

Морфологический разбор деепричастия, примеры как сделать морфемный разбор слова Также описана методика морфемного разбора деепричастия с привидением примеров...

30 08 2021 23:23:48

Рельеф и полезные ископаемые Австралии, карта с хаpaктеристикой

Рельеф и полезные ископаемые Австралии, карта с хаpaктеристикой 95% материка имеет высоту не больше 600 метров над уровнем моря...

29 08 2021 23:43:55

Виды причастий: вид и время

Виды причастий: вид и время В русском языке выделяют два вида причастий: совершенные и несовершенные...

28 08 2021 19:51:47

Окончания причастий – правописание суффиксов и окончаний, таблица правил

Окончания причастий – правописание суффиксов и окончаний, таблица правил В данной статье подробно описаны правила написания суффиксов и окончаний причастий с наглядными примерами...

27 08 2021 16:56:15

Бобби Халл (Bobby Hull) краткая биография хоккеиста

Бобби Халл (Bobby Hull) краткая биография хоккеиста При рождении в биографии Бобби Халла было получено имя Роберт Мэрвин Халл младший...

25 08 2021 0:12:12

Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств

Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств Сигналы воспринимаются рецепторами – периферийной частью анализатора, а обpaбатываются мозгом – центральной частью...

24 08 2021 14:47:58

Оноре де Бальзак биография, кратко о писателе

Оноре де Бальзак биография, кратко о писателе Он стал основоположником реализма в европейской литературе...

23 08 2021 12:18:50

Имя существительные в прямом и переносном значении, прямой и переносный смысл

Имя существительные в прямом и переносном значении, прямой и переносный смысл В этой статье мы расскажем о прямом и переносном значении слов, приведём примеры для каждого из них...

22 08 2021 23:42:19

Родительный падеж отвечает на вопросы, ударения и окончания существительных

Родительный падеж отвечает на вопросы, ударения и окончания существительных В этой статье описаны варианты их значений, а также способы определения родительного падежа с правописанием окончаний, в зависимости от склонения и числа существительного...

21 08 2021 23:11:31

Джеймс Корбетт (James Corbett) краткая биография боксера

Джеймс Корбетт (James Corbett) краткая биография боксера «Джентельмен Джим» – так был прозван Джеймс Джон Корбетт...

20 08 2021 18:29:29

Культурный ландшафт: примеры в России и мире объектов культурного наследия ЮНЕСКО

Культурный ландшафт: примеры в России и мире объектов культурного наследия ЮНЕСКО В современной географической науке под культурным ландшафтом понимается ландшафт, появившейся в результате целенаправленной преобразовательной деятельности человека, направленной на удовлетворение тех или иных пpaктических и духовных потребностей...

18 08 2021 15:18:18

Валентность химических элементов – как определить, таблица валентности (8 класс)

Валентность химических элементов – как определить, таблица валентности (8 класс) Каким же образом правильно записать формулу и не ошибиться в индексе химического элемента? Это легко сделать, если иметь представление, что такое валентность...

17 08 2021 23:27:36

Природные богатства и труд людей – основа экономики (3 класс)

Природные богатства и труд людей – основа экономики (3 класс) Производство различных товаров и услуг невозможно представить без природных ресурсов, которыми так богата наша планета...

16 08 2021 20:40:34

Наречия меры и степени с примерами

Наречия меры и степени с примерами В данной статье описаны хаpaктерные особенности этого вида наречий с наглядными примерами...

15 08 2021 20:38:43

Биография Шмелева кратко, творчество Ивана Сергеевича

Все его творчество было пронизано добротой к простому русскому человеку, ностальгией по неспешной красоте дореволюционной России...

14 08 2021 22:24:45

Пословицы с числительными – примеры

Пословицы с числительными – примеры Во многих из них используются числительные...

10 08 2021 20:37:20

Природные зоны Бразилии и их основные особенности

Природные зоны Бразилии и их основные особенности Этому поспособствовали огромные размеры страны и контрастный ландшафт территории...

08 08 2021 22:44:20

Современное общество и наука в жизни общества

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

07 08 2021 11:24:53

Роджер Клеменс (Roger Clemens) краткая биография бейсболиста

Роджер Клеменс (Roger Clemens) краткая биография бейсболиста Его поединки славятся конкурентным огнем...

06 08 2021 21:11:29

Уэйн Руни (Wayne Rooney) краткая биография футболиста

Уэйн Руни (Wayne Rooney) краткая биография футболиста Наиболее известен как юная звезда «Манчестер Юнайтед» с 2004 года...

05 08 2021 23:14:19

Андрей Аршавин краткая биография футболиста

Андрей Аршавин краткая биография футболиста Родился 29 мая 1981 года в Ленинграде...

04 08 2021 10:37:39

Биологическое значение митоза – смысл, в чем заключается роль в делении клеток

Биологическое значение митоза – смысл, в чем заключается роль в делении клеток В этой статье Вы узнаете, в чём заключается биологическое значение митоза, историю исследования данного процесса...

03 08 2021 16:17:31

Эдуард Асадов биография кратко, личная жизнь поэта

Знаменит не только своим творчеством, но и величайшей силой духа, благодаря которой не сломился под ударами судьбы...

02 08 2021 2:44:44

Шейх Мохаммед краткая биография президента

Шейх Мохаммед краткая биография президента Своей целью видит превращение ОАЭ в привлекательное место для ведения бизнеса...

01 08 2021 18:39:50

Население Германии – численность и плотность

Население Германии – численность и плотность В статье приведены некоторые статистические данные, которые указывают на факторы определяющие такое явление как старение нации...

31 07 2021 18:15:49

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 ::