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.
По своему строению и хаpaктерным признакам он относится к типу члeнистоногих...
27 01 2022 3:27:19
На этих территориях проживает примерно 1/7 часть населения Российской Федерации...
25 01 2022 20:45:52
При рождении в биографии Эммита Смита было получено имя Эммит Джеймс Смит 3д...
24 01 2022 13:40:56
Производство различных товаров и услуг невозможно представить без природных ресурсов, которыми так богата наша планета...
23 01 2022 7:55:36
Материал поясняет происхождение термина «Евразия»...
22 01 2022 4:34:21
И очень важно знать и помнить, кем были близкие и дальние родственники, какие семейства оказались переплетены между собой родственными узами...
19 01 2022 0:12:53
Образование в биографии Есенина было получено в местном земском училище, затем церковной школе...
17 01 2022 10:36:41
Однако благодаря иммунитету человек не болеет постоянно и может справляться со многими болезнями, которые раньше считались cмepтельными...
16 01 2022 12:16:27
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...
15 01 2022 3:12:55
В отличие от своих «коллег по цеху» – реалист, приверженец индивидуального скульптурного портрета...
14 01 2022 22:59:32
Значительны в Российской Федерации и запасы пресных вод...
13 01 2022 0:20:22
Её следующий мини-альбом “The Fame Monster” был шесть раз номинирован на премию «Грэмми»...
12 01 2022 1:30:55
Совокупность таких норм, не прописанных в документах, но регулирующих поведение человека называют моралью и нравственностью...
11 01 2022 9:42:23
В статье приведен подробный план разбора местоимений, а также наглядные примеры...
10 01 2022 3:55:35
Край растянулся с севера на юг на 600 километров: по площади это больше почти любой европейской страны...
09 01 2022 10:15:53
Ее итогом стало подписание Вестфальского мира, сильно повлиявшего на будущую европейскую историю...
08 01 2022 1:39:18
Является одним из крупнейших туристических центров всего мира...
07 01 2022 10:37:40
Она разгорелась 150 лет назад между северными штатами и южными за определение будущей судьбы института рабства в молодом государстве...
06 01 2022 14:24:28
Родился Сергeй Прокофьев 11 апреля 1891 года в селе Сонцовка Екатеринославской губернии...
05 01 2022 7:11:11
Формирует представление о том, чем компенсируется невозможность ведения хозяйственной деятельности на территории Канады в полном объеме...
03 01 2022 1:13:52
Почему? Поможет узнать статья с описанием времени, случаев использования и исключений...
02 01 2022 7:46:38
Эпоха преобразований Петра I существенно повлияла на все стороны государственной и общественной жизни...
01 01 2022 6:34:24
Дать точное определение богатству, можно лишь, если слово «богатство» применимо в определённом контексте...
31 12 2021 6:24:23
Они создают идеальные условия для формирования магмы – природного огненно-жидкого сплава...
29 12 2021 23:25:13
Резкий скачек в 18 веке, называемые промышленной революцией, дал начало современной расстановке сил и формированию мировых экономических лидеров...
28 12 2021 2:48:18
В статье описаны правила выделения причастного оборота в предложении с наглядными примерами...
27 12 2021 2:32:11
Чистые содержат молекулы только одного вещества...
26 12 2021 2:40:27
Несмотря на оставшиеся белые пятна в родословной человечества, чётко прослеживается происхождение человека...
25 12 2021 1:48:56
Его субъектами являются такие единицы, которые способны управлять капиталом, финансами, трудовыми ресурсами, информацией на уровне мирового масштаба...
24 12 2021 15:48:59
Почти 2/3 территории страны занимают бескрайние равнины различной формы и высоты...
23 12 2021 12:54:59
Рассмотрим межотраслевые комплексы России подробнее...
22 12 2021 6:48:51
Благодаря им происходит круговорот воды в природе, растения и животные получают живительную влагу, а человек решает все свои хозяйственные и промышленные нужды...
21 12 2021 1:51:12
По дальности перевозок она во многом уступает таким гигантам как Россия и США, однако является лидером по интенсивности движения, качеству трaнcпорта и роли в транзитных и международных перевозках...
20 12 2021 12:52:43
Край растянулся с севера на юг на 600 километров: по площади это больше почти любой европейской страны...
19 12 2021 12:28:59
Это единственный американский президент, который избирался более чем на два срока...
18 12 2021 7:59:23
Фрешфилд был одним из самых активных члeнов Королевского географического общества...
17 12 2021 5:47:40
Считается, что начало ему было положено еще в 1958 году, когда Никита Хрущев 27 ноября провозгласил “Берлинский ультиматум”...
16 12 2021 17:36:28
Существуют два вида деепричастий: совершенного и несовершенного вида...
15 12 2021 18:16:27
Общая тенденция изменений – уход от классического сельского хозяйства к новому, высокотехнологичному агробизнесу...
14 12 2021 10:42:44
Так кто же являлся организатором этой революционной борьбы? Разберемся ниже...
13 12 2021 9:10:20
Как правило, действия против морали осуждаются со стороны общества...
12 12 2021 10:24:58
...
Большая его часть находится в экваториальном поясе, субтропиках и тропиках...
10 12 2021 14:57:15
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 ::
