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.
Это был один из самых образованных людей своего времени, прекрасный поэт и драматург, известный критик, талантливый переводчик и знаток истории русского языка и литературы...
21 10 2021 1:31:48
Хаpaктерные черты строения паукообразных обусловлены существованием на суше и хищническим образом жизни...
20 10 2021 13:13:11
Такие биополимеры называются нуклеиновыми кислотами...
19 10 2021 19:14:42
Мы слышим о них по телевидению, радио, читаем в газетах...
18 10 2021 8:42:32
Указывает на причины, которые повлияли на мононациональность государства...
17 10 2021 5:10:31
В удобной таблице приведены наглядные примеры определения изъявительного наклонения глаголов по их спрягаемым формам...
16 10 2021 8:28:16
Хотя большая часть его находится в экваториальном и тропическом поясах...
15 10 2021 15:43:38
В данной статье мы расскажем об органоидах движения, их строении и выполняемых функциях...
13 10 2021 21:35:38
Они входят в состав живых организмов и участвуют в метаболизме...
12 10 2021 9:14:58
Рассказывает об условиях жизни и труда исследователей-полярников...
11 10 2021 6:39:15
В западной части этого региона на долю островов и полуостровов приходится одна треть всей суши...
10 10 2021 14:18:32
Present (настоящее) указывает на то, что действие происходит в настоящем времени...
09 10 2021 23:18:13
Бизнесмен или предприниматель – предприимчивый человек, умеющий делать деньги...
08 10 2021 1:14:44
Елизавета Боярская краткая биография актрисы...
07 10 2021 8:14:28
Кроме того – талантливый актер кино, режиссер и сценарист...
06 10 2021 5:38:13
Берет начало в горных вершинах Монголии и, протекая через всю страну, впадает в Енисейский пролив Карского моря...
05 10 2021 22:16:49
Окружающую среду невозможно представить без воды, поскольку только при ее участии происходят многие физические, химические и биологические процессы...
04 10 2021 7:48:30
Воссоздать баланс в управлении провинциями можно было лишь в условиях империи...
03 10 2021 22:57:55
Мы расскажем кратко и понятно о мейозе, о фазах, которые сопровождают этот процесс, обозначим основные их особенности, узнаем, какие признаки хаpaктеризуют мейоз...
02 10 2021 21:50:33
Наиболее известна как китайско-американская пятикратная чемпионка мира по фигурному катанию...
01 10 2021 12:19:33
Несмотря на оставшиеся белые пятна в родословной человечества, чётко прослеживается происхождение человека...
30 09 2021 6:15:45
Южная Азия расположена на территории площадью 4,5 млн...
29 09 2021 15:42:30
Окружающую среду невозможно представить без воды, поскольку только при ее участии происходят многие физические, химические и биологические процессы...
28 09 2021 18:16:19
Указывает на основные статьи экспорта...
27 09 2021 12:25:53
В статье можно узнать, на какие вопросы отвечают глаголы прошедшего времени, как они меняются по родам и числам, какими особенностями хаpaктеризуются...
26 09 2021 6:27:51
Отношения между члeнами семьи регулируются не только нормами морали, но и государством...
25 09 2021 12:25:26
Чтобы этого не произошло, необходимо не только правильно поставить вопрос, но и обратить внимание на словообразующий суффикс...
23 09 2021 9:44:43
Настоящее имя игрока – Джей Ханна Дин (Jay Hanna Dean)...
21 09 2021 22:39:22
По обеим сторонам ее огибают крупные реки: Волга и Кама...
19 09 2021 4:25:10
Именно здесь находится рубеж, отделяющий Европу от Азии...
18 09 2021 6:36:18
Говоря кратко, это был долгий процесс, который должно было пережить любое феодальное государство...
17 09 2021 6:39:39
Как следствие, были сформированы природные зоны материков, отличающиеся между собой по составу почвы, климатическим условиям, растительному и животному миру...
16 09 2021 5:38:52
Понять, что вскоре наступит весна, можно по особым подсказкам, которые дает нам природа...
15 09 2021 16:46:33
Генотип содержит информацию об определённых признаках, но они могут не проявляться в фенотипе, а также проявляться различным образом, в зависимости от того, как взаимодействуют гены...
14 09 2021 23:42:57
Данный ряд считается высокоорганизованным видом среди paкообразных...
13 09 2021 18:50:14
Этого более чем достаточно для всех людей, однако сохранение воды глобальная проблема человечества...
12 09 2021 0:43:58
Родился в России, но писал при этом на языке идиш...
11 09 2021 21:14:37
Общие правила образования каждой из них можно представить в виде таблиц...
10 09 2021 20:23:43
Каковы причины, ход, итоги Великой Октябрьской Социалистической революции – эти и другие вопросы истории сегодня в центре нашего внимания...
09 09 2021 12:27:52
Насчитывается около 800 современных видов и 10 тысяч ископаемых...
08 09 2021 7:55:14
...
07 09 2021 2:53:10
Именно в этот исторический период их количество значительно превышало количество государств христианских...
06 09 2021 10:22:23
В речи представлено местоимением СЕБЯ...
05 09 2021 20:18:13
На этой стадии образуется кислород и запасается энергия для реакций темновой фазы...
04 09 2021 15:31:13
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...
03 09 2021 12:11:18
Родился Стендаль 23 января 1783 года в городе Гренобль...
02 09 2021 3:43:18
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 :: Знания -21 ::
