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.


Топливно-энергетический комплекс России – состав, экономика и финансы

Топливно-энергетический комплекс России – состав, экономика и финансы В состав ТЭК входят отрасли топливной промышленности и электроэнергетика...

11 12 2023 18:32:17

Хозяйство Зарубежной Европы – таблица и рисунок расселения по географии (11 класс)

Хозяйство Зарубежной Европы – таблица и рисунок расселения по географии (11 класс) Основными в хозяйстве Зарубежной Европы являются экспорт товаров и услуг, промышленное и сельскохозяйственное производство, развитие международного туризма...

10 12 2023 0:21:21

Политическая карта Зарубежной Европы – фрагмент на карте мира, формирование

Политическая карта Зарубежной Европы – фрагмент на карте мира, формирование Зарубежная Европа, географию которой изучают в 11 классе, включает в себя 40 стран, которые имеют большие различия во всех этих показателях...

09 12 2023 5:33:47

Самая краткая биография Стендаля

Самая краткая биография Стендаля Родился Стендаль 23 января 1783 года в городе Гренобль...

08 12 2023 8:55:28

Города Германии – список крупных городов

Города Германии – список крупных городов Рассказывает об особенностях каждого города в отдельности...

07 12 2023 8:49:55

Голосеменные растения – особенности строения, примеры представителей отдела

Голосеменные растения – особенности строения, примеры представителей отдела В этой статье вы узнаете, каковы особенности строения голосеменных растений, познакомитесь с их признаками, найдёте интересные факты о них...

06 12 2023 23:44:19

Спартак биография гладиатора кратко, история жизни

Спартак биография гладиатора кратко, история жизни Вошел в историю как организатор самого большого и сложного восстания в республиканской истории Древнего Рима и отметился несколькими блестящими победами над римскими армиями...

04 12 2023 20:48:32

Строение паукообразных – железы, ротовой аппарат, особенности органов дыхания

Строение паукообразных – железы, ротовой аппарат, особенности органов дыхания Хаpaктерные черты строения паукообразных обусловлены существованием на суше и хищническим образом жизни...

03 12 2023 22:18:26

Начало Великой Отечественной войны и ее конец кратко

Начало Великой Отечественной войны и ее конец кратко В нашей статье расскажем кратко о начале Великой Отечественной войны и ее завершающем этапе...

02 12 2023 22:22:22

Самая краткая биография Толстого

Самая краткая биография Толстого Произведения Толстого того времени отражали военную ситуацию («Подводой», «На горе»)...

01 12 2023 11:39:10

Анализаторы человека – таблица по органам чувств

Анализаторы человека – таблица по органам чувств Каждый анализатор связан с каким-либо одним видом воспринимаемой энергии...

29 11 2023 22:28:56

Отделы тела члeнистоногих – какие полости имеет, члeнистые конечности и скелет

Отделы тела члeнистоногих – какие полости имеет, члeнистые конечности и скелет Размеры животных колeблются от мельчайших долей миллиметра (клещи) до полуметра в диаметре (кpaбы)...

28 11 2023 7:38:23

сэр Дональд Брэдмен (Sir Donald Bradman) краткая биография

сэр Дональд Брэдмен (Sir Donald Bradman) краткая биография Сэр Дональд Джордж Брэдмен наиболее известен как один из величайших игроков в крикет, а также как выдающийся спортсмен...

27 11 2023 3:20:43

Экологическая пирамида энергии – правило и типы

Экологическая пирамида энергии – правило и типы Они показывают, как в экосистемах перемещается энергия по цепям питания...

26 11 2023 20:38:33

Гражданское право как система прав человека – методы и понятия

Гражданское право как система прав человека – методы и понятия Эти и другие отношения регулирует гражданское право...

25 11 2023 2:19:27

Переходные природные зоны России (4 класс), зона лесостепей как промежуточная

Переходные природные зоны России (4 класс), зона лесостепей как промежуточная Преобладание равнинного рельефа и большая протяженность территории делает зональность ярко выраженной...

24 11 2023 7:20:56

Рельеф Евразии – основные формы, полезные ископаемые (7 класс)

Рельеф Евразии – основные формы, полезные ископаемые (7 класс) Это стало возможным благодаря большой площади континента и особенностям тектонических процессов, происходивших миллионы лет назад...

22 11 2023 18:37:47

Клеточное строение листа – таблица и рисунок для урока в 6 классе

Клеточное строение листа – таблица и рисунок для урока в 6 классе В его основные функции входит фотосинтез и испарение воды...

21 11 2023 21:30:48

Природные зоны Субтропического пояса, степь и пампа как основные субтропики

Природные зоны Субтропического пояса, степь и пампа как основные субтропики Выделяют несколько природных зон субтропического пояса, обладающих сходным климатом...

20 11 2023 22:41:54

Таблица “Климат, животные и растения природных зон”

Таблица “Климат, животные и растения природных зон” Различия имеются и в растительном, и в животном мире...

19 11 2023 4:11:13

Природные зоны Казахстана – основные особенности

Рассмотрим их более подробно, чтобы отлично подготовится к уроку географии...

16 11 2023 21:17:47

Хилари Клинтон биография политика кратко

Хилари Клинтон биография политика кратко , Хилари Клинтон была избрана в Сенат, она стала единственной первой леди Америки, занявшей государственную должность...

15 11 2023 1:24:58

Джо Нэмет (Joe Namath) краткая биография

Джо Нэмет (Joe Namath) краткая биография Наиболее известен как профессиональный футболист по прозвищу «Бродвэй Джо»...

14 11 2023 3:59:47

Научно-техническая революция и мировое хозяйство (география)

Научно-техническая революция и мировое хозяйство (география) Резкий скачек в 18 веке, называемые промышленной революцией, дал начало современной расстановке сил и формированию мировых экономических лидеров...

13 11 2023 3:21:19

Собственные и нарицательные имена существительные

Собственные и нарицательные имена существительные Узнать подробнее, на какие подклассы делится имя существительное, а также об особенностях каждого разряда, помогут многочисленные примеры, приведенные в статье...

12 11 2023 23:21:23

Россия в первой половине 19 века – культура, архитектура и живопись кратко

Россия в первой половине 19 века – культура, архитектура и живопись кратко Поговорим кратко о архитектуре первой половины 19 века в России, упомянем культурные особенности русского народа и музыкальные предпочтения...

11 11 2023 0:51:19

Политическая культура – типы, функции, критерии и основы низкой культуры

Политическая культура – типы, функции, критерии и основы низкой культуры Оно помогает нам охаpaктеризовать конкретный социум...

10 11 2023 17:37:47

Великие географические открытия и путешественники – кратко о периоде

Великие географические открытия и путешественники – кратко о периоде Отважные первооткрыватели Испании и Португалии открыли западному миру новые земли, положив тем самым начало развитию новых торговых путей и связей между континентами...

09 11 2023 12:35:41

Типы социальной стратификации – исторические и классовые

Типы социальной стратификации – исторические и классовые Со временем оно не исчезло, наоборот, в связи с появлением государства, развитием промышленности, усложнением социальной структуры, расслоение общества усилилось...

08 11 2023 12:52:21

Шейх Мохаммед краткая биография президента

Своей целью видит превращение ОАЭ в привлекательное место для ведения бизнеса...

04 11 2023 23:39:42

Русские полководцы Северной войны – кто комaндовал во время войны

Русские полководцы Северной войны – кто комaндовал во время войны Для достижения очередных военных задач армии требовались не только финансовые и материальные ресурсы – оружие, корабли, продовольствие, но и людские – солдаты и талантливые военачальники...

03 11 2023 15:46:53

Принципат в Древнем Риме – государственный и общественный строй

Принципат в Древнем Риме – государственный и общественный строй В этот непростой период происходило зарождение империи, но при этом сохранялись черты демократической республики...

02 11 2023 9:35:38

Уральский экономический район – состав, население, хаpaктеристика и ЭГП

Уральский экономический район – состав, население, хаpaктеристика и ЭГП Какие у него основные хаpaктеристики, а также какие проблемы имеются на этой территории, узнаем их данной статьи...

01 11 2023 10:36:36

На какие вопросы отвечает причастие и деепричастие

На какие вопросы отвечает причастие и деепричастие Существуют два вида деепричастий: совершенного и несовершенного вида...

30 10 2023 13:46:14

Ичиро Сузуки (Ichiro Suzuki) краткая биография бейсболиста

Ичиро Сузуки (Ichiro Suzuki) краткая биография бейсболиста Наиболее известен как японская бейсбольная звезда комaнды «Сиэтл Маринерс»...

29 10 2023 23:15:47

Present Perfect – правила и примеры, как образуется, действия

Present Perfect – правила и примеры, как образуется, действия Время Present Perfect (Настоящее Совершенное) является ярким тому примером...

27 10 2023 17:16:57

Западно-сибирская равнина – экологические проблемы, тип, моря, площадь (8 класс)

Западно-сибирская равнина – экологические проблемы, тип, моря, площадь (8 класс) Затрагивает вопросы, которые имеют отношение к сложной экологической ситуации в регионе...

25 10 2023 11:27:15

Энтони Кармело (Anthony Carmelo) краткая биография баскетболиста

Энтони Кармело (Anthony Carmelo) краткая биография баскетболиста Наиболее известен как форвард комaнды NBA «Денвер Наггетс» начиная с 2003 года...

24 10 2023 20:25:55

Отличие тела члeнистоногих от кольчатых червей – в чем разница

Отличие тела члeнистоногих от кольчатых червей – в чем разница В этой статье вы узнаете, так ли это на самом деле и на каких признаках основывается данная версия...

23 10 2023 17:42:16

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 ::