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.
Будучи приверженцем республиканцев, входил в Законодательное собрание Иллинойса, а также Палату Представителей Конгресса. В 1858 году проиграл выборы на пост сенатора США, а уже через два года был избран президентом США....
26 09 2023 1:57:57
Все они живут в основном на суше и имеют схожее строение тела...
25 09 2023 2:12:47
В 1979 году спортсмен выиграл свой первый из четырех титулов чемпиона США. Другие он получил в 1980-1981, 1984. Трижды Макинрой побеждал на соревнованиях Уимблдона в одиночном разряде: в 1981, 1983-1984. В течение всей своей карьеры спортсмен соперничал с Джимми Коннорсом, Иваном Лендлом, часто считаясь первым в мире....
24 09 2023 14:38:38
Биография Гертруды Эдерле наиболее известна как биография первой женщины, переплывшей Ла-Манш...
23 09 2023 2:24:56
Писатель родился 25.10 (06.11) 1852 года на Висимо-Шайтанском заводе (Урал) в семье приходского священника по фамилии Мамин....
22 09 2023 15:20:30
Материал поможет вспомнить и закрепить знания по биологии, изученные в 6 классе, подготовиться к проверочной работе по теме или подготовить дополнительную информацию к уроку...
21 09 2023 3:50:43
Родилась Валентина в Ярославской области, в деревне Большое Масленниково 6 марта 1937 года в крестьянской семье. В школе Валентина проучилась недолго- закончила всего 7 классов, после чего отправилась работать на Ярославский шинный завод. Семье жилось трудно, поскольку отец будущего космонавта погиб на советско-финской войне. Однако дeвyшка не бросила учиться, и 1955 году закончила вечернюю школу....
20 09 2023 15:33:12
Философ древности изучал психологию человека и пришел к выводу, что человек не может жить один...
19 09 2023 14:55:42
Именно здесь расположены арктические пустыни – бескрайние заснеженные просторы, в которых обитает очень мало живых существ...
18 09 2023 12:40:16
В процессе распада сложных веществ образуется энергия, которая тратится на построение и работу всего организма (рост тканей, сокращение мышц, поддержание тепла)...
17 09 2023 19:51:15
В 1497 году Васко да Гама отправился из Лиссабона вместе с экспедицией на 3-х кораблях в Индию. Он обошел Африку, проплыл мимо мыса Доброй Надежды, обогнув затем Африку с восточной стороны. В Мозамбике к путешественникам присоединился араб Ахмад ибн Маджида, помог экспедиции направиться прямо к полуострову Индостан, не плывя больше вдоль берегов Африки. 20 мая 1498 года в биографии Васко да Гама состоялось важнейшее событие. Его эскадра достигла порта Каликут. Затем, загрузившись пряностями, отправилась в обратную дорогу....
16 09 2023 12:48:52
Наиболее известен как пятикратный чемпион Уимблдона (2003-2007)...
15 09 2023 5:14:39
Одним из разновидностей избирательных систем, выработанных на протяжении долгого времени, является мажоритарная избирательная система...
14 09 2023 2:32:44
По своему строению и хаpaктерным признакам он относится к типу члeнистоногих...
13 09 2023 21:15:57
Рассказы Чехова были впервые изданы книгой в 1884 году («Сказки Мельпомены»). На творчество Чехова того периода значительное влияние оказали произведения Л. Толстого. После окончания института занимается врачебной пpaктикой....
12 09 2023 23:52:10
Такая территория обладает огромным запасом ресурсов, которые активно используются человеком...
11 09 2023 20:20:31
Лесная зона Лесная зона в Индии – это преимущественно тропические и горные леса. Тропический лес хаpaктеризуется высокой влажностью воздуха – это обеспечивает бурный рост растительности. Флора здесь представлены следующими породами:...
10 09 2023 2:40:33
Какие же главные отрасли топливной промышленности выделяют , и насколько развиты они в России?
...
09 09 2023 2:11:38
Вакуумом принято называть прострaнcтво, в котором находится газ, давление которого в сотни, а может быть и в тысячи раз ниже атмосферного...
08 09 2023 10:52:23
Содержит информацию о политическом устройстве страны...
07 09 2023 14:52:48
Эта земля всегда манила путешественников, и до сих пор она остается самым неизученным континентом мира...
06 09 2023 19:51:34
На западе страны расположена горная местность, которая находится под влиянием Тихого океана, а для равнинных областей с резко континентальным климатом хаpaктерно влияние Арктики...
05 09 2023 11:33:29
Родился в городе Флориде штата Миссури 30 ноября 1835 года...
04 09 2023 16:53:46
Хаpaктерный климат для этой зоны – умеренно континентальный, что и обусловливает особенности местной флоры и фауны...
03 09 2023 9:37:48
Через него прошли все раннесредневековые страны в Европе и Азии, включая и Древнюю Русь...
02 09 2023 21:48:11
На основе полученных палеонтологических данных выделяют этапы антропогенеза...
01 09 2023 20:25:16
Рассмотрим межотраслевые комплексы России подробнее...
31 08 2023 22:40:53
Он стал первым европейцем, которому удалось переплыть из Атлантического океана в Тихий, и таким образом доказать наличие единого и неделимого Мирового океана...
30 08 2023 20:45:26
Закончив учебу, Иоганн Себастьян был направлен к герцогу Эрнсту на должность музыканта при дворе. Затем его пригласили быть смотрителем в органном зале церкви города Арнштадт, после чего он стал органистом. За это время было написано множество произведений Баха. Позже он стал органистом в городе Мюльхаузен. В 1707 году Бах женился на Марии Барбаре – своей кузине. В биографии Баха тех времен было отмечено множество положительных сдвигов. Власти были довольны его работой, за издательство сочинения композитор получил вознаграждение.....
29 08 2023 7:19:45
К внутренним водам относятся реки, озера, ледники, которые принадлежат к бассейнам Тихого, Северного Ледовитого или Атлантического океана...
28 08 2023 14:31:39
Хаpaктерной их особенностью является преобладание пассатной циркуляции, которая способствует формированию сухого и жаркого климата...
27 08 2023 19:59:41
Климат
Территория ЮАР лежит в областях тропического и субтропического климата. В течение всего года здесь наблюдается плюсовая температура – от 12 до 23 градусов по Цельсию. Температурные колебания определяются рельефом – чем выше местность, тем больше амплитуда температур. Самый жаркий участок – это саванны на юге республики. Пустыни располагаются на севере, поэтому достаточно прохладные, а в ночное время здесь могут быть даже заморозки....
26 08 2023 15:41:40
На смену рабовладельческого строя приходят феодальные отношения...
25 08 2023 7:10:21
Этот материк настолько велик, что в различные периоды истории в разных местах он был исследован разными людьми...
24 08 2023 22:36:50
После этого началась работа Евгения Миронова в театре студии на Чистых прудах, которым руководил Олег Табаков. Там он участвовал в десяти постановках. В 1995 в биографии Евгения Миронова принималось участие в постановке театра Современник «Карамaзoва и ад». После этого он играл в художественном театре имени Чехова....
23 08 2023 23:17:40
Является одним из крупнейших туристических центров всего мира...
22 08 2023 15:55:38
Родился Борис 30 августа 1882 года в Новгороде в интеллигентной семье...
21 08 2023 19:27:26
Для нее хаpaктерен мягкий климат с сухим летом и теплой дождливой зимой, а также преобладание жестколистных вечнозеленых лесов...
20 08 2023 18:27:30
Один из крупнейших представителей русской литературы ХХ века...
19 08 2023 15:26:18
После того, как Ирина начала тренироваться и выступать в паре с А. Улановым (а тренером был С.Жук), победы буквально посыпались, хотя доставались серьезным трудом. В 1967 – победа на конкурсе «Московские коньки», дважды (в 1968 и 1969) пара становилась третьей на чемпионате СССР. Занять первое место на чемпионате Европы в биографии фигуристки Ирины Родниной удалось в 1969. Тогда же спортсменка получила звание заслуженного мастера спорта СССР. Первая победа на чемпионате мира приходится на тот же 1969 год....
18 08 2023 14:43:17
Роль их настолько велика, что для многих от них зависит счастье и успех...
17 08 2023 16:17:11
Начало олимпийских игр
Древнегреческие мифы гласят, что первые состязания проводились для Зевса в Олимпии (святилище на Пелопоннесе). В них участвовал и победил Геpaкл. Место проведения и дало название соревнованиям....
16 08 2023 9:52:51
Студенчество, учёба и первые трудности
Борис Валерьевич учился на юридическом факультете СПбГУ в 1995-1999 гг. Период учёбы выпал на сложные времена: постоянно менялось законодательство, а вместе с ним и правоприменительная пpaктика. Многие изменения были кардинальными. А это требовало всё больших усилий и от преподавателей, и от студентов – ведь многим молодым юристам тоже предстояло заняться правотворчеством.
Грумбков считает, что именно учёба в университете стала базисом для всех его дальнейших профессиональных достижений. «Мы учились во многом не благодаря, а вопреки всему тому, что окружало нас за стенами университета, – признаёт он в своих интервью, – и я очень благодарен своим преподавателям. Они – великие люди».
...
15 08 2023 15:40:27
Так каково же внешнее и внутреннее строении птиц, чем они отличаются от других животных и какие признаки свойственны только им? Об этом рассказывают на уроках биологии в 7 классе...
14 08 2023 4:35:29
Географическую науку можно разделить на два больших раздела: физическую географию с одной стороны и социально-экономическую географию – с другой...
13 08 2023 23:49:43
Хаpaктерной их особенностью является преобладание пассатной циркуляции, которая способствует формированию сухого и жаркого климата...
12 08 2023 8:42:37
Образование в биографии Маркса было получено в гимназии Трира. После ее окончания в 1835 году, Карл поступил в университет города Бонн, затем Берлинский университет. В 1841 году Карл Маркс окончил университет, защитил докторскую диссертацию. В то время он увлекался выдвижением атеистических, революционных идей из философии Гегеля....
11 08 2023 2:47:48
Это связано с биологическими и социальными особенностями человеческой жизни...
10 08 2023 11:59:57
Участниками Первой Мировой войны 1914-1918 годов стали 38 из 59 существовавших на тот момент государств...
09 08 2023 1:33:49
Наиболее известен как куортербек «Атланта Фэлконс», устраивавший собачьи бои...
08 08 2023 4:53:18
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 ::