Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется
Источник:
|
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:
12...
08 05 2021 23:27:54
Окружающую среду невозможно представить без воды, поскольку только при ее участии происходят многие физические, химические и биологические процессы...
06 05 2021 10:55:38
Данная закономерность получила определение – высотная поясность...
05 05 2021 8:17:16
Чаще всего сложные предложения употрeбляются в художественных произведениях, публицистических статьях, научных трудах, текстах официально-делового стиля...
03 05 2021 16:11:45
Происходит это благодаря такому понятию как цепь питания...
02 05 2021 13:44:47
В данной статье приведена таблица с подробным описанием производных и непроизводных междометий с примерами...
30 04 2021 20:32:58
Это вполне объяснимо...
29 04 2021 23:46:20
Обычно содержатся в цитоплазме, но могут встречаться в митохондриях, в ядре и других органоидах...
27 04 2021 20:14:18
Он является одним из крупнейших районов страны, входящим в ось «Центр-Урал-Поволжье»...
26 04 2021 1:10:17
Его значение для человечества трудно переоценить, ведь благодаря разведению животных мы имеем качественные продукты питания, сырье для изготовления обуви и одежды, рабочую силу и многое другое...
25 04 2021 7:43:55
Размеры животных колeблются от мельчайших долей миллиметра (клещи) до полуметра в диаметре (кpaбы)...
24 04 2021 22:13:29
Мы расскажем кратко и понятно о мейозе, о фазах, которые сопровождают этот процесс, обозначим основные их особенности, узнаем, какие признаки хаpaктеризуют мейоз...
23 04 2021 12:33:33
Во всем мире геологи занимаются поиском новых месторождений минеральных ресурсов...
22 04 2021 16:53:32
В искусстве Древнего Рима воспевались почитание богов, любовь к Отечеству, солдатская честь...
21 04 2021 23:35:24
Наиболее крупный вклад в мировую культуру в этот век внесла русская литература...
20 04 2021 10:20:14
В данной статье мы расскажем об основных сферах общественной жизни, укажем на их признаки и взаимосвязь...
19 04 2021 22:28:25
Эти процессы связаны с расселением и перемещением больших групп людей...
18 04 2021 21:57:16
Разнообразие их очень велико, и каждое растение уникально и неповторимо...
17 04 2021 15:29:11
Главным объектом изучения являются различные геосферы и геосистемы...
16 04 2021 8:18:35
Биография Горди Хоу известна как история одного из величайших нападающих за всю историю игры...
15 04 2021 3:21:18
Наиболее известен как профессиональный игрок NBA с забавными цветами волос...
14 04 2021 2:36:48
Это противостояние получило название Холодной войны...
13 04 2021 15:15:56
Для достижения очередных военных задач армии требовались не только финансовые и материальные ресурсы – оружие, корабли, продовольствие, но и людские – солдаты и талантливые военачальники...
12 04 2021 1:45:14
Родился 4 марта 1678 года в Венеции в семье скрипача...
11 04 2021 16:22:29
Родилась Дарья 7 ноября 1989 года в городе Ивано- Франковск...
10 04 2021 14:43:40
В ходе эволюции живые организмы смогли приспособиться к условиям обитания, которые, порой, бывают весьма суровыми...
09 04 2021 13:50:17
Среди грибов паразитизм очень распространён...
06 04 2021 8:23:31
В сущности, Давид был диктатором для своего поколения...
05 04 2021 5:59:52
Это стало возможным благодаря большой площади континента и особенностям тектонических процессов, происходивших миллионы лет назад...
04 04 2021 19:27:56
...
02 04 2021 0:56:48
Чтобы этого не произошло, необходимо не только правильно поставить вопрос, но и обратить внимание на словообразующий суффикс...
01 04 2021 4:41:56
Узнаем кратко о гражданском обществе и правовом государстве...
31 03 2021 10:39:39
Оно во многом совпадает с настоящим временем в русском языке, но различия всё же существуют, и о них надо знать...
29 03 2021 7:17:13
Поясняет важность отрасли в экономике страны...
28 03 2021 22:17:20
Для того чтобы эти нормы действительно помогали устанавливать порядок в обществе, необходимо, чтобы они были точно и конкретно сформулированы и законодательно закреплены...
27 03 2021 6:24:23
Топливо, металлы, строительные материалы, химическое сырье, драгоценные сплавы и камни – всеми этими природными богатствами люди пользуются в течение многих лет...
26 03 2021 18:59:40
Их роль в природе и для человека очень велика: они очищают воздух и снабжают его кислородом, служат пищей, дают сырье, являются источником энергии...
25 03 2021 0:54:17
Каждый штрих биографии Северянина свидетельствует о нем, как о яркой и выдающейся личности...
23 03 2021 12:20:57
Каждое из них употрeбляется в вопросительных предложениях и имеет свои особенности...
22 03 2021 23:41:28
С 2014 года – Члeн Общественного совета при Министерстве строительства и ЖКХ РФ...
21 03 2021 1:41:16
Человек является представителем животного мира, поэтому биосфера и человек тесно взаимосвязаны между собой...
20 03 2021 21:19:40
В природе существует несколько видов и способов деления...
19 03 2021 23:40:46
Природа, которая во многих регионах материка сохранилась в своем первозданном виде, до сих представляет большой интерес для исследователей и ученых во всем мире...
18 03 2021 14:48:25
Цепь выедания или пастбищная пищевая цепь отходит от растений, т...
17 03 2021 22:25:54
На её сравнительно небольшой по площади территории располагаются 40 независимых государств, среди которых выделяются большие, маленькие и «карликовые»...
16 03 2021 18:46:35
95% материка имеет высоту не больше 600 метров над уровнем моря...
15 03 2021 23:26:53
Однако необычайно плодородные земли, хаpaктерные для степной зоны, стали главной причиной ее распашки и теперь эту природную зону в своем первозданном виде можно встретить только на территории заповедников и национальных парков...
14 03 2021 6:12:57
Они расположены в умеренном климатическом поясе, а это значит, что все времена года ярко выражены...
12 03 2021 9:14:49
Её природа отличается разнообразием...
11 03 2021 8:21:15
В этой статье мы подробнее расскажем об особенностях строения и жизнедеятельности клеток, познакомим с их химическим составом и разновидностями...
10 03 2021 7:52:45
Основные представители – это пауки, скорпионы, клещи и сенокосцы...
09 03 2021 21:57:26
Указывает на причины, которые способствовали быстрым темпам экономического роста некоторых государств...
07 03 2021 19:37:27
Территория республики занимает 4% материка...
06 03 2021 19:10:17
Огромную популярность заработала собственным популярным международным ток-шоу, которое выходило с 1986 по 2011 год...
05 03 2021 12:36:48
Так как материк находится пpaктически во всех климатических поясах, то, естественно, что флора на юге и на севере сильно отличается друг от друга...
04 03 2021 2:17:10
Не было ни городов, ни крупных поселений – территория современной России была сплошь покрыта густыми лесами, в которых водилось множество диких зверей...
03 03 2021 16:30:18
Родился Авраам 12 февраля 1809 года в бедной семье...
02 03 2021 17:39:21
Подобный климат создал благоприятные условия для развития буйной растительности и животного мира...
01 03 2021 14:57:53
На Земле скорпионы живут более 400 млн...
27 02 2021 22:30:59
До этого он занимал пост производственного директора компании...
24 02 2021 17:35:32
Основное население – европейцы, которые переселились сюда в поисках лучшей жизни в XVII-XVIII веках...
23 02 2021 14:52:57
Эта система кажется слишком сложной и запyтaнной, но в ней можно легко разобраться...
22 02 2021 7:30:30
Территории, обладающие общими условиями, называются природными зонами...
21 02 2021 7:12:36
На основе полученных палеонтологических данных выделяют этапы антропогенеза...
20 02 2021 13:43:25
До окончания Северной войны оставалось немногим более десяти лет, но её победитель уже определился и это понимали все: и Пётр Первый, и его визави – Карл XII...
19 02 2021 1:51:52
Наиболее известен как победитель открытого чемпионата Великобритании по гольфу 2001 года...
17 02 2021 21:20:23
Чаще всего в состав одной страны входит несколько наций, такие государства называют многонациональными, и эти понятия подробно изучаются в 8 классе...
15 02 2021 14:15:11
Такая территория обладает огромным запасом ресурсов, которые активно используются человеком...
14 02 2021 15:57:17
На общей площади 17 800 кв...
13 02 2021 13:20:22
Земельная собственность часто вызывает различные споры...
12 02 2021 9:37:10
Каждое из них имело свои особенности, место расселения и численность...
11 02 2021 20:24:10
В этой статье можно познакомиться с особенностями склонения ФИО в родительном падеже с примерами, а также с наиболее распространенными исключениями из правил...
10 02 2021 3:10:53
Каждое из трех лиц местоимений обладает определенной формой и значением...
08 02 2021 23:25:23
В обществознании существует несколько понятий, относящихся к человеку...
07 02 2021 19:26:52
В статье рассмотрены наиболее распространенные предлоги дательного падежа, приведены различные примеры их использования...
06 02 2021 5:23:40
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...
05 02 2021 10:47:49
Её ближайший сосед – Азия, и вместе они образуют самый большой материк – Евразия...
04 02 2021 8:18:55
Родилась в городе Свердловск в семье Виктории Петровны, Леонида Ильича Брежнева...
03 02 2021 12:10:41
В данной статье приведена таблица, в которой описаны правила склонений причастий и написания падежных окончаний...
02 02 2021 9:47:51
В большинстве случаев на это влияет разряд самого числительного...
01 02 2021 22:49:34
Такая территория обладает огромным запасом ресурсов, которые активно используются человеком...
31 01 2021 4:12:30
Отсутствие сильных температурных перепадов и достаточное количество влаги послужило толчком к развитию богатой растительности...
30 01 2021 18:37:33
Она отличается большим разнообразием явлений и процессов...
29 01 2021 18:15:47
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 ::
