قانون هوك هو قانون فيزيائي يحدد التشوه الذي يمر به جسم مرن من خلال قوة.
تنص النظرية على أن امتداد الجسم المرن يتناسب طرديًا مع القوة المطبقة عليه.
كمثال ، يمكننا التفكير في الربيع. عند شدها ، فإنها تمارس قوة معاكسة للحركة التي يتم إجراؤها. وبالتالي ، كلما زادت القوة المطبقة ، زاد تشوهها.
من ناحية أخرى ، عندما لا يكون للربيع قوة تؤثر عليه ، نقول إنه في حالة توازن.
هل كنت تعلم؟
سمي قانون هوك على اسم العالم الإنجليزي روبرت هوك (1635-1703).
معادلة
يتم التعبير عن صيغة قانون هوك على النحو التالي:
F = ك. هناك
من اين،
F: القوة المطبقة على الجسم المرن
ك: ثابت مرن أو ثابت التناسب
هناك: متغير مستقل ، أي أن التشوه يعاني
وفقًا للنظام الدولي (SI) ، تُقاس القوة (F) بالنيوتن (N) ، والثابت المرن (K) في نيوتن لكل متر (N / m) والمتغير (l) بالأمتار (م).
ملحوظة: عانى تباين التشوه Δl = L - L.0، يمكن الإشارة إليها بواسطة x. لاحظ أن الطول L هو الطول النهائي للربيع و L.0، الطول الأولي.
تجربة قانون هوك
لتأكيد قانون هوك ، يمكننا إجراء تجربة صغيرة باستخدام زنبرك متصل بالدعم.
عند سحبها ، يمكننا أن نرى أن القوة التي نطبقها لتمديدها تتناسب طرديًا مع القوة التي تمارسها ، ولكن في الاتجاه المعاكس.
بمعنى آخر ، يزداد تشوه الزنبرك بما يتناسب مع القوة المطبقة عليه.
الرسم
لفهم تجربة قانون هوك بشكل أفضل ، يتم عمل طاولة. لاحظ أن Δl أو x يتوافق مع تشوه الربيع ، و Fأو ص يتوافق مع القوة التي تمارسها الأوزان على الزنبرك.
وبالتالي ، إذا كانت P = 50N و x = 5 م ، فلدينا:
| F (N) | 50 | 100 | 150 |
|---|---|---|---|
| س (م) | 5 | 10 | 15 |
بعد ملاحظة القيم ، نرسم F مقابل x.
تمارين امتحان القبول مع الملاحظات
1. (UFSM) أثناء تمارين القوة التي يقوم بها العداء ، يتم استخدام شريط مطاطي متصل بالبطن. في البداية ، يحصل الرياضي على النتائج التالية:
| أسبوع | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Δx (سم) | 20 | 24 | 26 | 27 | 28 |
أقصى قوة وصل إليها الرياضي ، مع العلم أن ثابت المرونة للحزام هو 300 نيوتن / م وأنه يخضع لقانون هوك ، هو ، في N:
أ) 23520
ب) 17600
ج) 1760
د) 840
هـ) 84
بديل و
2. (UFU-MG) الرماية هي رياضة أولمبية منذ الألعاب الأولمبية الثانية في باريس عام 1900. القوس هو جهاز يحول الطاقة الكامنة المرنة ، المخزنة عند شد الوتر ، إلى طاقة حركية تنتقل إلى السهم.
في إحدى التجارب ، قمنا بقياس القوة F اللازمة لشد القوس لمسافة معينة x ، والحصول على القيم التالية:
| F (N) | 160 | 320 | 480 |
|---|---|---|---|
| x (سم) | 10 | 20 | 30 |
قيمة ووحدات الثابت المرن k للقوس هي:
أ) 16 م / ن
ب) 1.6 كيلو نيوتن / م
ج) 35 نيوتن / م
د) 5/8 × 10-2 م / ن
البديل ب
3. (UFRJ-RJ) النظام الموضح في الشكل (عربات من نفس الكتلة متصلة بزنبركات متطابقة) في حالة سكون مبدئيًا ويمكن أن تتحرك مع احتكاك ضئيل على القضبان الأفقية:
يتم تطبيق قوة ثابتة على الطرف الحر للزنبرك 3 ، بالتوازي مع القضبان وموجهة إلى اليمين. بعد أن يتم تثبيط التذبذبات الأولية ، تتحرك المجموعة في كتلة إلى اليمين. في هذه الحالة ، حيث l1 و l2 و l3 هي أطوال الينابيع ذات الصلة 1 و 2 و 3 ، حدد البديل الصحيح:
أ) l1> l2> l3
ب) l1 = l2 = l3
ج) l1 د) l1 = l2 e) l1 = l2> l3
البديل ج
اريد معرفة المزيد؟ اقرأ أيضًا المقالات:
- الخضوع ل
- قوة مرنة
- الطاقة الكامنة
- الطاقة الكامنة المرنة
