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.
Природа, которая во многих регионах материка сохранилась в своем первозданном виде, до сих представляет большой интерес для исследователей и ученых во всем мире...
17 04 2024 20:54:13
Они являются его субъектами...
15 04 2024 10:10:37
В ее задачи входит добыча, переработка и обогащение руд цветных металлов...
10 04 2024 16:53:56
В данной статье рассмотрены правила написания отрицательных частиц с наречиями, выделены важные моменты, приведены примеры...
09 04 2024 8:50:15
В этой статье мы расскажем о роли бактерий в природе и жизни человека, познакомим с болезнетворными представителями этого царства...
07 04 2024 9:48:11
Дает понимание того, что ресурсный потенциал планеты распределен неравномерно...
06 04 2024 1:59:19
Катарина Витт известна как харизматичная чемпионка по фигурному катанию...
03 04 2024 6:23:36
На севере она ограничена Полярным кругом, на юге – Кавказскими горами...
02 04 2024 9:16:14
Возникшая напряженность между социалистическим и капиталистическим лагерем все больше подталкивала мир к новой войне… ...
01 04 2024 2:26:32
Биография Лэнса Армстронга наиболее известна как биография семикратного победителя Тур-де-Франц...
31 03 2024 16:34:13
Родился 21 декабря в грузинском городе Гори в небогатой семье...
30 03 2024 1:18:32
Существует две теории образования Древнерусского государства: норманнская и антироманнская...
29 03 2024 12:55:35
Огромные территории покрыты дремучими лесами...
27 03 2024 23:26:35
Под данным термином понимают цельную оболочку Земли, состоящую из нижней части атмосферы (воздух), верхней части литосферы (земля), всей гидросферы (вода) и всей биосферы (живые организмы)...
26 03 2024 7:12:52
Великая Северная война, которую изучают по истории в 8 классе открыла путь к Балтике и способствовала «превращению» России в империю...
25 03 2024 4:19:22
Данный материал посвящён теме межличностных отношений, которая изучается на уроке в 6 классе обществознания...
23 03 2024 13:45:41
Он граничит с Евразией и Северной Америкой...
22 03 2024 22:29:40
Данный регион отличается суровым климатом, ограниченной флорой и фауной, и невероятно богатыми природными ресурсами...
21 03 2024 1:53:51
Известными представителями паукообразных являются клещи, пауки и скорпионы...
19 03 2024 17:16:23
Прежде, чем был совершен первый полет на самолете, много ученых во всем мире бились над загадкой – как покорить высоту? Давайте выясним, зачем строят самолеты, и какими они бывают...
18 03 2024 6:59:11
Биография Гюго довольно интересна, так как он жил в неспокойное время европейских буржуазных революций...
15 03 2024 22:40:26
Формулировка этого закона, его значение и применение в повседневной жизни подробно рассматривается в этой статье...
14 03 2024 16:31:24
Является первым английским лауреатом Нобелевской премии по литературе...
13 03 2024 2:44:37
Природа включений устанавливается цитохимическими методами...
12 03 2024 16:25:39
Наиболее известен как “Joltin’ Джо” – легендарный центровой игрок Янкиз...
10 03 2024 10:52:33
Все они приспособлены к своим условиям обитания, но имеют и общие черты...
09 03 2024 0:40:39
Сэр Роджер Баннистер известен как первый человек, пробежавший милю за 4 минуты...
08 03 2024 12:40:49
Последние указывают на порядок при счете, и отвечают на вопросы Который? Какой? В данной статье описаны способы образования порядковых числительных, их синтаксическая роль в предложении, правила склонения и морфологические признаки...
07 03 2024 10:44:32
Известен своей инвестиционной смекалкой и широкой благотворительной деятельностью...
06 03 2024 11:12:21
В природе встречаются самые невероятные представители флоры: гигантские деревья, роскошные цветы с дурманящим ароматом, микроскопические водоросли, гибкие лианы...
05 03 2024 7:32:19
Подробная хаpaктеристика поможет структурировать информацию и лучше ее запомнить...
04 03 2024 22:40:40
В данной статье описана основная синтаксическая роль наречия, приведена удобная таблица с примерами и важные моменты, на которые стоит обратить внимание...
03 03 2024 23:59:11
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 ::