Закон Гука – формула и определение силы упругости, как формулируется > 6 пчел
6 пчел    

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.


Зона лесов (4 класс, окружающий мир)

Зона лесов (4 класс, окружающий мир) Находится она в умеренном поясе, благодаря чему ярко выражены все времена года, зимы снежные и холодные, а лето – теплое...

28 11 2022 8:52:22

Венус Уильямс (Venus Williams) краткая биография теннисиста

Биография Венус Уильямс наиболее известна как биография сестры Серены Уильямс, а также пятикратной победительницы Уимблдона...

27 11 2022 3:29:45

Если хочешь быть здоровым (2 класс) по окружающему миру

Если хочешь быть здоровым (2 класс) по окружающему миру Здоровье – это самое ценное, что есть у человека, ведь его не купишь ни за какие богатства мира...

25 11 2022 13:34:41

На какие вопросы отвечает числительное (количественное и порядковое)

На какие вопросы отвечает числительное (количественное и порядковое) Чтобы этого не произошло, нужно уметь задать правильный вопрос...

24 11 2022 23:57:54

Федор Шаляпин биография кратко и факты

Федор Шаляпин биография кратко и факты  Биография Шаляпина богата значительными событиями...

21 11 2022 18:20:11

Итоги смутного времени – кратко о последствиях для России

Итоги смутного времени – кратко о последствиях для России Страна перенесла тяжелый экономический и социальный кризис...

19 11 2022 7:16:31

Никола Тесла биография кратко, изобретения ученого-физика

Никола Тесла биография кратко, изобретения ученого-физика Яркая, увлекательная биография Теслы легла в основу многих художественных произведений...

18 11 2022 0:34:40

Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования

Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования Дать исчерпывающую информацию об исследователях, которые внесли научный вклад, чьи имена известны каждому...

16 11 2022 8:59:10

Предпосылки образования Древнерусского государства – кратко причины, норманская теория

Предпосылки образования Древнерусского государства – кратко причины, норманская теория Она занимала прострaнcтво между Азией и Европой, и основной причиной объединения разных народов стало то, что им необходимо было бороться с внешними угрозами...

15 11 2022 11:29:28

Причины Крымской войны 1853-1856 гг, кратко о поводах и поражении России

Причины Крымской войны 1853-1856 гг, кратко о поводах и поражении России Это противоречило планам Великих Европейских держав, которые намеревались противодействовать России и помочь османам в грядущей войне...

13 11 2022 6:31:59

Урбанизация Зарубежной Европы, уровень стран в таблице

Урбанизация Зарубежной Европы, уровень стран в таблице О том, что означает данный термин, и какой уровень урбанизации Зарубежной Европы рассказывается в этой статье...

12 11 2022 19:23:14

Колониализм – последствия в таблице (положительные и отрицательные)

Колониализм – последствия в таблице (положительные и отрицательные) Данный период был назван колониализмом...

11 11 2022 22:30:18

Электроэнергетика России – основные проблемы

Электроэнергетика России – основные проблемы Дает представление о принципах и способах получения и передачи электроэнергии потребителю...

10 11 2022 23:29:16

Архитектура Древнего Рима – кратко самое главное про архитектурные сооружения

Архитектура Древнего Рима – кратко самое главное про архитектурные сооружения Она подарила миру уникальную культуру, которая и по сей день не перестает удивлять и восхищать...

09 11 2022 17:29:27

Итоги Венского конгресса (1814-1815) кратко в таблице

были эпохой наполеоновских войн...

08 11 2022 11:53:46

Связь между живой и неживой природой – способы, почва во взаимосвязи объектов

Связь между живой и неживой природой – способы, почва во взаимосвязи объектов Окружающий мир может быть живым (растения, люди, животные) и неживым (небесные тела, вода, воздух, почва, камни)...

07 11 2022 9:41:36

Числительные в английском языке – таблица (5 класс)

Числительные в английском языке – таблица (5 класс) Но мало кто задумывается о том, что уметь правильно произнести название числа и записать его на листе бумаги – дело не менее важное, чем складывать или вычитать целые числа...

06 11 2022 5:26:34

Современные исследования Антарктиды, основные события

Современные исследования Антарктиды, основные события Дает понимание о важности производимых исследований...

04 11 2022 19:53:43

Избирательная система – типы и виды в РФ, смысл понятия (обществознание, 10 класс)

Избирательная система – типы и виды в РФ, смысл понятия (обществознание, 10 класс) Для этого существует целая система взаимосвязанных органов, норм, которые должны организовывать возможность такого участия: она получила название избирательной системы...

03 11 2022 3:12:38

Природные богатства и труд людей – основа экономики (3 класс)

Природные богатства и труд людей – основа экономики (3 класс) Производство различных товаров и услуг невозможно представить без природных ресурсов, которыми так богата наша планета...

02 11 2022 23:56:25

Питер Крауч (Peter Crouch) краткая биография футболиста

Питер Крауч (Peter Crouch) краткая биография футболиста Наиболее известен как двухметровый нападающий «Ливерпуль Рэдс»...

01 11 2022 2:34:26

Таблица “Члeнистоногие” (7 класс) – сравнительная хаpaктеристика типа и классов

Таблица “Члeнистоногие” (7 класс) – сравнительная хаpaктеристика типа и классов В этой статье мы подробнее расскажем о признаках данного типа, представим сравнительную хаpaктеристику Члeнистоногих животных...

29 10 2022 3:28:47

Страны Зарубежной Европы, имеющие выход к морю (расположенные на морских побережьях)

Страны Зарубежной Европы, имеющие выход к морю (расположенные на морских побережьях) Но в силу особенностей своего географического положения, далеко не каждое из них имеет собственный выход к морю...

28 10 2022 13:17:41

Священная Римская империя – образование, события и дата создания

Священная Римская империя – образование, события и дата создания Рассмотрим историю этого государства...

26 10 2022 10:12:24

Природная зона Нижегородской области и Нижнего Новгорода

Природная зона Нижегородской области и Нижнего Новгорода Протяженность её составляет более 400 км...

25 10 2022 17:50:41

Present Simple правила и примеры для детей

Present Simple правила и примеры для детей Залог успеха – яркие примеры и весёлые обучающие игры для малышей...

24 10 2022 0:15:29

Самая краткая биография Даля

Самая краткая биография Даля Родился Владимир в поселке Луганский завод (ныне – Луганск) 10 ноября 1801 года...

22 10 2022 10:18:35

Закон Моргана (9 класс) – краткая и понятная формулировка

Закон Моргана (9 класс) – краткая и понятная формулировка Впервые явление сцепленных генов, т...

20 10 2022 21:50:21

Особо охраняемые природные территории России – сохранение среды, список земель (география, 8 класс)

Особо охраняемые природные территории России – сохранение среды, список земель (география, 8 класс) Материал содержит классификацию охраняемых территорий...

18 10 2022 18:25:56

Стив Префонтейн (Steve Prefontaine) краткая биография легкоатлета

Стив Префонтейн (Steve Prefontaine) краткая биография легкоатлета Биография Стива Префонтейна наиболее известна как история орегонской звезды...

17 10 2022 4:28:46

Родословное дерево семьи (окружающий мир, 2 класс)

Родословное дерево семьи (окружающий мир, 2 класс) И очень важно знать и помнить, кем были близкие и дальние родственники, какие семейства оказались переплетены между собой родственными узами...

16 10 2022 5:48:59

Растения Северной Америки – эндемики и список

Растения Северной Америки – эндемики и список Так как материк находится пpaктически во всех климатических поясах, то, естественно, что флора на юге и на севере сильно отличается друг от друга...

15 10 2022 14:41:20

Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице

Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице Действительно, территорию большого государства буквально накрыла волна народных восстаний и бунтов...

14 10 2022 16:53:21

Культура Византии (6 класс) – кратко об образовании в Средние века

Культура Византии (6 класс) – кратко об образовании в Средние века Она стала фактической наследницей древнегреческих традиций, параллельно впитав в себя культуры восточных народов, во множестве населявших территорию империи...

12 10 2022 5:50:13

Как образуется почва (3 класс), гумус и минеральные соли по окружающему миру

Как образуется почва (3 класс), гумус и минеральные соли по окружающему миру Не будь плодородной почвы на планете, растительный и животный мир был бы невероятно бедным, а рельеф земного шара – однообразным...

11 10 2022 18:24:53

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 ::