Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется > Эрудит - интересные факты
Эрудит - интересные факты    


Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется

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.


Роль бактерий в природе и жизни человека, их использование

Роль бактерий в природе и жизни человека, их использование В этой статье мы расскажем о роли бактерий в природе и жизни человека, познакомим с болезнетворными представителями этого царства...

22 04 2024 15:52:23

Таблица “Природные зоны мира” (8 класс), хаpaкетристика Земли по географии

Таблица “Природные зоны мира” (8 класс), хаpaкетристика Земли по географии Они имеют строгую географическую привязку по широте (есть природные зоны высоких широт и низких широт) и обладают рядом уникальных хаpaктеристик...

20 04 2024 12:27:39

Семейство Мотыльковые (Бобовые) класса Двудольные растения – хаpaктеристика

Семейство Мотыльковые (Бобовые) класса Двудольные растения – хаpaктеристика К нему относятся зелёные растения с узнаваемыми цветками...

19 04 2024 19:31:50

Загрязнение литосферы, источники и последствия, пути решения кратко

Загрязнение литосферы, источники и последствия, пути решения кратко Она приводит к значительному загрязнению почвы и даже нижележащих слоев...

18 04 2024 14:13:55

Фараоны Древнего Египта – список и описание (5 класс)

Фараоны Древнего Египта – список и описание (5 класс) Но потом боги покинули Египет, оставив на своем месте фараонов – своих сыновей...

15 04 2024 4:28:56

Самая краткая биография Теслы

Самая краткая биография Теслы Родился Никола Тесла в селе Смиляны в Австро-Венгрии в семье священника...

09 04 2024 4:51:44

Моногибридное скрещивание – законы Менделя для второго поколения, расщепление по генотипу

Моногибридное скрещивание – законы Менделя для второго поколения, расщепление по генотипу Это могут быть особи разных видов, или разных рас одного вида...

08 04 2024 4:54:40

Сокровища Земли (окружающий мир, 4 класс)

Сокровища Земли (окружающий мир, 4 класс) Но не меньшую ценность представляют и шедевры, созданные матушкой-природой...

07 04 2024 5:52:37

Эпоха дворцовых переворотов в России кратко (1725-1762), о начале и итогах в таблице

Эпоха дворцовых переворотов в России кратко (1725-1762), о начале и итогах в таблице О том, что происходило в этот отрезок времени – 1725-1762 года – и говорим сегодня...

05 04 2024 23:17:36

Когда мы станем взрослыми (1 класс, окружающий мир)

Когда мы станем взрослыми (1 класс, окружающий мир) Кажется, что взрослая жизнь более интересная и разнообразная, однако это не совсем так: в детстве каждый ребенок развивается, учится новому, познает себя и окружающий мир...

04 04 2024 18:21:16

Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа

Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа В данной статье описаны особенности склонения местоимений 3 лица единственного и множественного числа...

03 04 2024 13:39:47

Почему происходит смена природных зон по поверхности Земли

Почему происходит смена природных зон по поверхности Земли На Земле существует несколько таких зон, которые плавно переходят одна в другую...

02 04 2024 18:48:41

Ирина Мерлени (Irini Merleni) краткая биография

Ирина Мерлени (Irini Merleni) краткая биография При рождении имела фамилию Мельник...

01 04 2024 17:57:12

Иоганн Штраус биография кратко, творчество композитора

Иоганн Штраус биография кратко, творчество композитора  Биография Штрауса очень интересна, его жизнь наполнена различными событиями...

31 03 2024 8:37:40

Водные ресурсы России – оценка и охрана, главные особенности кратко

Водные ресурсы России – оценка и охрана, главные особенности кратко Они являются составляющим биосферы и используются человеком в хозяйственной (чаще рекреационной) деятельности...

30 03 2024 16:14:39

Полезные ископаемые Африки и рельеф для 7 класса, карта месторождений западной и северной Африки

Полезные ископаемые Африки и рельеф для 7 класса, карта месторождений западной и северной Африки Рельеф Африки достаточно сложен, хотя здесь и нет высоких горных цепей и низменностей...

29 03 2024 19:32:40

Моногибридное скрещивание – законы Менделя для второго поколения, расщепление по генотипу

Моногибридное скрещивание – законы Менделя для второго поколения, расщепление по генотипу Это могут быть особи разных видов, или разных рас одного вида...

26 03 2024 21:24:45

Дыхательная система млекопитающих – органы и ткани

Дыхательная система млекопитающих – органы и ткани Дыхательная система млекопитающих состоит из воздухоносных путей и лёгких...

25 03 2024 23:19:15

Правление Юстиниана в Византийской империи – роль императора в истории кратко

Правление Юстиниана в Византийской империи – роль императора в истории кратко Пика своего могущества она достигла при императоре Юстиниане...

24 03 2024 5:23:39

Рельеф Восточно-Европейской равнины (Русской) – полезные ископаемые, особенности, крупнейшие формы

Рельеф Восточно-Европейской равнины (Русской) – полезные ископаемые, особенности, крупнейшие формы Указывает на совпадения с ландшафтами, хаpaктерными для Русской равнины...

22 03 2024 4:18:39

Краткая биография Маяковского и интересные факты творчества Владимир Владимировича

Краткая биография Маяковского и интересные факты творчества Владимир Владимировича Кроме того – талантливый актер кино, режиссер и сценарист...

21 03 2024 11:15:14

Великобритания – столица, королева и площадь

Великобритания – столица, королева и площадь Содержит информацию о политическом устройстве страны...

20 03 2024 3:50:18

Жан-Батист Камиль Коро (Jean-Baptiste Camille Corot) краткая биография художника

Жан-Батист Камиль Коро (Jean-Baptiste Camille Corot) краткая биография художника Коро был одним из самых влиятельных художников 19 века...

18 03 2024 14:37:53

Какие бывают растения (2 класс) – группы и виды по окружающему миру

Какие бывают растения (2 класс) – группы и виды по окружающему миру Разнообразие их очень велико, и каждое растение уникально и неповторимо...

17 03 2024 0:28:48

Экономика Японии, экономическое развитие

Экономика Японии, экономическое развитие Указывает на основные статьи экспорта...

16 03 2024 2:48:59

Хью Лори (Hugh Laurie) краткая биография актёра

Хью Лори (Hugh Laurie) краткая биография актёра А перед этим комик создавал британские ситкомы...

15 03 2024 12:23:58

Маргарет Корт (Margaret Court) краткая биография теннисиста

Маргарет Корт (Margaret Court) краткая биография теннисиста Родилась 16 июля 1942 года в городе Элбери, Австралия...

14 03 2024 4:31:17

Ритмичность географической оболочки с примерами

Ритмичность географической оболочки с примерами Под первым понимают цельную оболочку земного шара, которая состоит из взаимосвязанных компонентов: атмосферы (воздух), литосферы (земля), гидросферы (вода) и биосферы (живые организмы)...

13 03 2024 8:24:46

Национальный состав Зарубежной Европы – многонациональные и однонациональные страны

Национальный состав Зарубежной Европы – многонациональные и однонациональные страны Для многих, эта территория стала родной еще до начала формирования современной карты мира...

12 03 2024 19:39:15

Крайние точки Австралии и их координаты на карте

Крайние точки Австралии и их координаты на карте Указаны точные координаты крайних точек материка относительно сторон света...

10 03 2024 7:29:34

В школе – правила поведения (2 класс, окружающий мир)

В школе – правила поведения (2 класс, окружающий мир) И дети, и взрослые должны придерживаться определенных правил поведения и внутреннего распорядка в течение всего процесса обучения...

08 03 2024 23:20:17

Топливная промышленность России – энергетическая отрасль природных ресурсов

Топливная промышленность России – энергетическая отрасль природных ресурсов Какие же главные отрасли топливной промышленности выделяют , и насколько развиты они в России? ...

07 03 2024 20:19:53

Тема Моря, озера и реки России по окружающему миру

Тема Моря, озера и реки России по окружающему миру На ее огромной территории текут малые и крупные реки, а озер насчитывается более двух миллионов...

06 03 2024 5:59:16

Михаил Земцов биография мужа Орбакайте Кристины, личная жизнь

Михаил Земцов биография мужа Орбакайте Кристины, личная жизнь ) – американский предприниматель, владелец собственной стоматологической клиники...

04 03 2024 8:15:34

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 :: Знания -21 ::