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.


Внешнее строение паукообразных, нервная система и глаза

Внешнее строение паукообразных, нервная система и глаза Самые известные из них – клещи, скорпионы и пауки...

01 12 2022 11:59:20

Малала Юсуфзай (Malala Yousafzai) краткая биография

В отместку за свою правозащитную деятельность и критику талибов была ранена боевиками “Талибана”...

29 11 2022 7:50:43

Самая краткая биография Вивальди

Самая краткая биография Вивальди Родился 4 марта 1678 года в Венеции в семье скрипача...

28 11 2022 21:31:53

Восточно-европейская равнина (Русская) – полезные ископаемые, географическое положение и природные зоны

Восточно-европейская равнина (Русская) – полезные ископаемые, географическое положение и природные зоны Указывает на государства, которые расположены на этой территории...

26 11 2022 21:26:54

Среднее значение солености мирового океана кратко

Среднее значение солености мирового океана кратко Объясняет причину неоднородности распределения солей в акваториях...

25 11 2022 21:24:39

Дефис в неопределенных местоимениях – правило и примеры

Дефис в неопределенных местоимениях – правило и примеры В данной статье приведены правила их написания через дефис, а также исключения из правил с примерами...

24 11 2022 17:54:37

Память – долговременная и кратковременная (биология, 8 класс)

Память – долговременная и кратковременная (биология, 8 класс) Благодаря памяти человек приобретает индивидуальный жизненный опыт...

23 11 2022 7:26:47

Районы Зарубежной Европы – северная, южная и старопромышленная части, что относится к высокоразвитым

Районы Зарубежной Европы – северная, южная и старопромышленная части, что относится к высокоразвитым Принадлежность к тому или иному району в зависимости от применяемой классификации определяется или географическим положением, или уровнем развития хозяйства...

22 11 2022 12:49:34

Значение мирового океана для природы и человека

Значение мирового океана для природы и человека Благодаря ему стали возможны все те сложные процессы и природные явления, которые происходили много миллионов лет назад и продолжают происходить в наши дни...

21 11 2022 17:14:16

Причины феодальной раздробленности на Руси – кратко об особенностях и сущности

Причины феодальной раздробленности на Руси – кратко об особенностях и сущности в древнерусской истории стали периодом феодальной раздробленности...

20 11 2022 14:33:35

Планеты Солнечной системы по порядку от Солнца, расположение и названия в порядке удаления

Планеты Солнечной системы по порядку от Солнца, расположение и названия в порядке удаления Она сформировалась путем гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 млрд...

19 11 2022 7:33:51

Предложный падеж: отвечает на вопросы, примеры имен существительных

Предложный падеж: отвечает на вопросы, примеры имен существительных Кроме того, здесь описаны особенности склонения имен существительных в предложном падеже с примерами, даны значения предложного падежа...

18 11 2022 10:27:23

На какие вопросы отвечает деепричастный оборот, возможные проблемы

На какие вопросы отвечает деепричастный оборот, возможные проблемы В данной статье рассмотрены все вопросы, касающиеся деепричастного оборота с приведением наглядных примеров...

17 11 2022 7:22:39

Полезные ископаемые Зарубежной Европы – карта стран с нефтью и бассейнами

Полезные ископаемые Зарубежной Европы – карта стран с нефтью и бассейнами В настоящий момент запасы энергетического и минерального сырья достаточно истощены, чем объясняется высокая доля импорта таких ресурсов в регионе...

16 11 2022 20:17:22

Основные оксиды – список с химическими свойствами

Основные оксиды – список с химическими свойствами Оксиды могут быть солеобразующими и несолеобразующими: одним из видов солеобразующих оксидов являются основные оксиды...

15 11 2022 18:34:10

Природная зона Нижегородской области и Нижнего Новгорода

Природная зона Нижегородской области и Нижнего Новгорода Протяженность её составляет более 400 км...

14 11 2022 12:54:30

Природные ресурсы мира – хаpaктеристика, запасы в таблице для 10 класса по географии

Природные ресурсы мира – хаpaктеристика, запасы в таблице для 10 класса по географии Рассмотрим общую хаpaктеристику природных ресурсов мира и различные подходы к их классификации...

13 11 2022 1:30:45

Джек Крамер (Jack Kramer) краткая биография теннисиста

Джек Крамер (Jack Kramer) краткая биография теннисиста При рождении в биографии Джека Крамера было получено имя Джон Альберт Крамер...

12 11 2022 12:26:48

Русско-турецкая война 1877-1878 кратко о первой победе и сражениях

Русско-турецкая война 1877-1878 кратко о первой победе и сражениях Сократив техническое отставание от Европы, а также воспользовавшись сложившейся политической обстановкой, Россия не могла не взять реванша у Османской империи...

11 11 2022 16:57:31

Типы распределения популяций – основные

Типы распределения популяций – основные В соответствии с положением особей на одной территории выделяют типы распределения популяций...

10 11 2022 15:53:24

Карта Зарубежной Европы – атлас стран со столицами (10-11 класс), географическое положение, регионы и границы

Карта Зарубежной Европы – атлас стран со столицами (10-11 класс), географическое положение, регионы и границы Атлас Зарубежной Европы включает все виды карт, здесь можно изучить порядка 40 стран, составляющих этот регион...

09 11 2022 16:24:49

Развитые страны Зарубежной Европы – хаpaктеристика

Развитые страны Зарубежной Европы – хаpaктеристика Самыми высокоразвитыми государствами на континенте считаются Германия, Франция, Великобритания и Италия, – члeны Большой Семерки...

08 11 2022 7:18:38

Джесси Оуэнс (Jesse Owens) краткая биография легкоатлета

Джесси Оуэнс (Jesse Owens) краткая биография легкоатлета Биография Джесси Оуэнса наиболее известна как история черного бегуна, выигравшего четыре золотых медали на берлинской Олимпиаде...

07 11 2022 19:34:36

Морфологические признаки существительных в русском языке

Морфологические признаки существительных в русском языке Мы расскажем, какие из них присущи имени существительному...

06 11 2022 3:25:33

Географическая модель современного мирового хозяйства, география отраслей вторичной сферы и особенности размещения (10 класс)

Географическая модель современного мирового хозяйства, география отраслей вторичной сферы и особенности размещения (10 класс) Еще в древние времена обмен был важной составляющей взаимодействия между группами...

05 11 2022 5:16:11

Географическая карта природных зон мира, рисунок и название

Географическая карта природных зон мира, рисунок и название Обычно, разные части рельефа обозначаются разными цветами: леса – темно-зеленые, пустыни – желтые, а горы – коричневые...

03 11 2022 12:48:35

Пол Кругман (Paul Krugman) краткая биография экономиста

Один из главных либеральных голосов в американской политической дискуссии, он также был назван одним из самых влиятельных научных мыслителей в Америке...

02 11 2022 19:29:19

Природная зона Москвы, в какой зоне находится Москва и Московская область

Природная зона Москвы, в какой зоне находится Москва и Московская область Хаpaктерный климат для этой зоны – умеренно континентальный, что и обусловливает особенности местной флоры и фауны...

01 11 2022 9:59:44

Крупные города Австралии списком и на карте

Крупные города Австралии списком и на карте Рисует правдивую картину о достопримечательностях расположенных в мегаполисах...

31 10 2022 17:31:27

Природная зона Нижегородской области и Нижнего Новгорода

Природная зона Нижегородской области и Нижнего Новгорода Протяженность её составляет более 400 км...

30 10 2022 9:51:13

Джон Дэйли (John Daly) краткая биография гольфиста

Джон Дэйли (John Daly) краткая биография гольфиста Биография Джона Дэйли известна как одного из любимых народом игроков в гольф...

27 10 2022 16:59:31

Корреджо (Correggio) краткая биография художника

Корреджо (Correggio) краткая биография художника Прозвище Корреджо он получил из-за места рождения...

25 10 2022 16:47:40

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...

24 10 2022 16:16:53

Животные в разных природных зонах – представители растений и животных, обитатели и живые организмы

Животные в разных природных зонах – представители растений и животных, обитатели и живые организмы В ходе эволюции живые организмы смогли приспособиться к условиям обитания, которые, порой, бывают весьма суровыми...

23 10 2022 21:47:26

Чарльз Барклей (Charles Barkley) краткая биография баскетболиста

Чарльз Барклей (Charles Barkley) краткая биография баскетболиста Наиболее известен как звезда NBA, игрок, сплочавший комaнду...

22 10 2022 21:49:50

Социальные институты – примеры, признаки и виды (обществознание, 10 класс)

Социальные институты – примеры, признаки и виды (обществознание, 10 класс) Но, оказывается, существует также понятие социального института, который, как форма организации общественной жизни, играет большую роль для каждого из нас...

21 10 2022 12:37:58

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...

20 10 2022 10:55:17

Почему имя существительное так называется

Почему имя существительное так называется Откуда произошло его название, какое оно имеет значение и какие слова относятся к данной части речи? ...

19 10 2022 15:20:25

Склонение местоимений в русском языке – таблица

Склонение местоимений в русском языке – таблица Поскольку в русском языке выделяют несколько групп местоимений, склонение их происходит по-разному...

18 10 2022 10:58:24

Реки Африки (самая полноводная и длинная), самое большое озеро

Реки Африки (самая полноводная и длинная), самое большое озеро На ее территории встречаются различные ландшафты, в том числе множество рек...

16 10 2022 14:17:52

Мутационная изменчивость – отличие от модификационной, примеры, структуры клетки

Мутационная изменчивость – отличие от модификационной, примеры, структуры клетки Слово мутация в переводе с латинского (mutatio) и означает изменение...

14 10 2022 4:16:34

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 ::