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.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
При рождении имела фамилию Мельник...
29 07 2021 23:22:46
Какова же численность населения и этнический состав Франции?
...
28 07 2021 22:53:15
Одним из разновидностей избирательных систем, выработанных на протяжении долгого времени, является мажоритарная избирательная система...
27 07 2021 22:57:36
Активно вторгаясь в сферу интересов человека, многие из них получают статус насекомых вредителей...
26 07 2021 18:37:50
Она приводит к значительному загрязнению почвы и даже нижележащих слоев...
24 07 2021 7:52:50
Давайте рассмотрим это понятие подробнее...
23 07 2021 3:13:22
Большие площади северной страны занимают леса, а природные зоны Норвегии представлены тундрой, тайгой, смешанными и широколиственными лесами, а также регионами высотной зональности...
22 07 2021 5:39:13
Как она возникает, от чего зависит, куда направлена? Прочитав статью, вы узнаете ответы на эти вопросы...
21 07 2021 19:31:19
12...
20 07 2021 10:25:49
Одним из них является митоз – процесс деления эукариотических клеток, при котором передаётся и сохраняется генетическая информация...
19 07 2021 20:42:55
Это южная граница тундры, переходная зона между вечной мерзлотой и дремучими лесами...
17 07 2021 2:45:46
Материал предлагает пути решения этих проблем...
16 07 2021 23:15:44
Право на участие в политической жизни – признак развитого общества, которое заботиться о том, чтобы все его члeны могли свободно реализовывать свои интересы...
15 07 2021 12:48:46
Наиболее известен как 216-сантиметровый центровой «Финикс Санс»...
14 07 2021 9:55:16
Его творчество известно большим разнообразием тем и мотивов лирики...
13 07 2021 18:32:17
Из-за относительно небольших его размеров большинство стран континента имеет выход к океаническим водам...
11 07 2021 10:32:50
Иерусалим и внутренние области Палестины входили в состав мусульманской империи Айюбидов...
10 07 2021 13:48:25
Народная артистка России, Карелии, Чеченской Республики...
09 07 2021 13:25:31
Выделяют приобретённый активный и пассивный иммунитет...
08 07 2021 21:59:53
Обществознание за 5 класс помогает разобраться с простым термином «время»...
07 07 2021 10:56:34
Линия экватора, проходящая через центр Чёрного континента, симметрично делит его площадь на разные природные зоны...
06 07 2021 5:16:45
Проявление таких ограничений связано с выработкой приспособленности одной популяции к жизни в одном ареале и свидетельствует об образовании отдельного подвида или вида...
05 07 2021 17:59:40
Родился в Денисовке, Архангельская губерния...
04 07 2021 5:31:29
Данный регион отличается суровым климатом, ограниченной флорой и фауной, и невероятно богатыми природными ресурсами...
03 07 2021 8:33:11
Исторически сложилось, что Европа стала родиной городских агломераций...
02 07 2021 18:12:53
В первую очередь тем, что в море или океане она имеет соленый привкус...
01 07 2021 10:54:48
Основы ее устройства фиксирует Конституция Российской Федерации...
30 06 2021 7:27:13
Первым, кто отважился дать решительный отпор захватчикам, стал московский князь Дмитрий Иванович...
28 06 2021 8:17:24
На Крайнем Севере – это бескрайняя белая тундра, с редкими кустарниками и вечными болотами, которая сменяется тайгой и непроходимыми лесами, за тайгой – леса, лесостепи, степи, а еще южнее тропики, пустыни...
26 06 2021 11:13:48
Знаменит благодаря пьесе « Питер Пэн» (Peter Pan, 1904), – сверхъестественной фантазии о мальчике, который отказывался расти...
24 06 2021 8:11:13
Наиболее известен как профессиональный игрок NBA с забавными цветами волос...
23 06 2021 4:22:26
Демократ и гуманист, отстаивавший в XIX веке права всех людей, в независимости от цвета кожи...
22 06 2021 23:46:36
Как она возникает, от чего зависит, куда направлена? Прочитав статью, вы узнаете ответы на эти вопросы...
21 06 2021 17:30:44
Чтобы понять причины Первой Мировой войны, нужно посмотреть на политическую ситуацию, которая складывалась в предыдущие два-три десятилетия до начала этих страшных событий...
19 06 2021 6:25:52
Содержит данные о сейсмоактивных точках Африки...
18 06 2021 3:10:41
Краткая биография Карла Великого полна яркими событиями, оказавшими ход на мировую историю...
17 06 2021 13:19:40
Российская Федерация разделена на 12 экономических районов...
16 06 2021 20:47:37
Оказал огромное влияние как на английскую, так и на русскую литературу...
15 06 2021 3:28:12
Какое именно значение паукообразных в природе и жизни человека, вы узнаете, прочитав данную статью...
14 06 2021 19:36:55
Такие конструкции довольно сложные для обучающихся, поэтому необходимо внимательно изучить правило...
13 06 2021 14:57:32
Они формируются при определенных условиях и, в зависимости от происхождения, обладают особенными, хаpaктерными свойствами...
11 06 2021 4:35:45
Является человеком, развязавшим Вторую мировую войну...
10 06 2021 6:31:48
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 ::
