Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется
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.
Подобное разнообразие стало возможным благодаря большой площади, занимаемой государством...
15 04 2024 17:12:44
...
14 04 2024 5:49:59
Талантливая дeвyшка, которая смогла всего добиться своим трудом, неимоверным рвением к знаниям и усидчивостью...
13 04 2024 13:23:21
“Обрыв” царской династии Рюриковичей, правление “незаконных” царей, крестьянские восстания, иностранная интервенция – все это нанесло тяжелый удар по стране...
12 04 2024 0:13:58
Это неизменно сказывается и на развитии важнейшей отрасли мирового хозяйства – промышленности...
11 04 2024 17:51:20
В современной географической науке под культурным ландшафтом понимается ландшафт, появившейся в результате целенаправленной преобразовательной деятельности человека, направленной на удовлетворение тех или иных пpaктических и духовных потребностей...
10 04 2024 11:44:43
...
09 04 2024 6:19:31
Так что же такое молярная масса, и какова ее размерность?
...
08 04 2024 10:28:54
Образование Наполеона было получено в колледже Отёна, затем в кадетской школе Бриенна...
07 04 2024 9:15:28
При рождении в биографии Вилли Хопп было получено имя Вильям Фредерик Хопп...
06 04 2024 1:25:42
При рождении он получил имя Джон Артур Джонсон...
05 04 2024 23:28:54
Демократ и гуманист, отстаивавший в XIX веке права всех людей, в независимости от цвета кожи...
04 04 2024 9:38:20
В 1850 году в биографии Бугро была выиграна награда «Prix de Rome»...
03 04 2024 12:23:32
На ее территории находится множество крупных и небольших городов...
02 04 2024 13:30:11
Каждым из оперативно-стратегических объединений руководили высшие военачальники Советского Союза...
01 04 2024 3:33:32
Это вполне объяснимо...
31 03 2024 16:56:19
Родился Владимир в поселке Луганский завод (ныне – Луганск) 10 ноября 1801 года...
30 03 2024 0:27:48
Рисует правдивую картину о достопримечательностях расположенных в мегаполисах...
29 03 2024 12:10:24
Линия экватора, проходящая через центр Чёрного континента, симметрично делит его площадь на разные природные зоны...
28 03 2024 14:24:17
Более известный под псевдонимом «Cap»...
27 03 2024 22:28:25
В мире насчитывается свыше 1,5 млн...
26 03 2024 5:49:43
Философ древности изучал психологию человека и пришел к выводу, что человек не может жить один...
24 03 2024 20:22:32
Раздел микробиологии, изучающий вирусы, называется вирусологией...
23 03 2024 20:53:10
Первый из путешественников, который пересек Атлантический океан...
22 03 2024 21:50:49
В данной статье рассмотрены все варианты написания деепричастия с НЕ, представлены наглядные примеры...
21 03 2024 3:18:39
Он помог популяризировать в США бег на различные дистанции...
20 03 2024 7:52:54
...
19 03 2024 12:36:53
...
18 03 2024 11:12:12
Это противоречило планам Великих Европейских держав, которые намеревались противодействовать России и помочь османам в грядущей войне...
17 03 2024 5:34:55
В 1902 году окончил университет Бакнелл...
16 03 2024 10:37:26
Несмотря на разное строение и особый образ жизни, их объединяют свойства живых организмов...
15 03 2024 9:30:51
Линия экватора, проходящая через центр Чёрного континента, симметрично делит его площадь на разные природные зоны...
14 03 2024 18:29:20
Известными представителями паукообразных являются клещи, пауки и скорпионы...
13 03 2024 17:52:17
Биография Стива Префонтейна наиболее известна как история орегонской звезды...
11 03 2024 23:53:42
Предоставленный материал будет очень полезным для подготовки к уроку географии и окружающего мира...
10 03 2024 7:43:10
Климат Русской равнины зависит от нескольких факторов: географическое положение, рельеф, близость океана...
09 03 2024 16:39:58
Главным объектом изучения являются различные геосферы и геосистемы...
08 03 2024 11:28:38
Она включает Северный Ледовитый океан, окраины Евразии и Америки...
07 03 2024 0:50:11
Нужно ориентироваться, как они сменяются в направлении с севера на юг и чем вызвана такая последовательность...
06 03 2024 8:24:51
Множество национальностей по своей воле объединилось в единое целое...
05 03 2024 10:44:36
Они распределены по ее территории неодинаково...
03 03 2024 6:35:34
Оно играет большую роль в поддержании интенсивного обмена веществ млекопитающих...
02 03 2024 18:37:11
Указывает на причины, которые способствовали быстрым темпам экономического роста некоторых государств...
01 03 2024 2:22:57
Наиболее известна как первая теннисистка мира в 1995 году по версии Женской Ассоциации Тенниса...
28 02 2024 9:30:21
На территории материка Африка находится 55 государств...
27 02 2024 7:46:54
Спасти ситуацию могут радикальные меры по охране природы, которые должны предприниматься во всем мире, а их выполнение должно контролироваться на государственном уровне...
26 02 2024 14:27:35
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 ::
Агния Барто биография для детей (3 класс) кратко
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Строение глаза и функции его частей в таблице
Самая краткая биография Андерсена
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Самая краткая биография Грига
Разряды местоимений- таблица видов с примерами в русском языке
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Самая краткая биография Гайдара
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Витамины (таблица по биологии, 8 класс)
Самая краткая биография Марко Поло
Какие природные зоны есть в Северной Америке — описание, климат, почвы, животные и растения
Краткая биография Луис Окинклосс (Louis Auchincloss) Писатели
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Искусство делового общения
Богатство (обществознание, 5 класс)
Определение, примеры, виды и формы комменсализма
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Сходство и различие между митозом и мейозом
Самая краткая биография Окуджавы
Крайние точки Северной Америки и их координаты, мысы
Разноспрягаемые глаголы в русском языке, примеры и полный список
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Основные природные зоны Канады
Цепь питания на примере тайги и луга (4 класс, окружающий мир)
Истории различных видов трaнcпорта (2 класс, окружающий мир)
Антибиоз: определение, описание и примеры