Еластична сила и закон на Хук

Законът на Хук е закон на физиката, който определя деформацията, претърпяна от еластично тяло чрез сила.

Теорията гласи, че разтягането на еластичен обект е право пропорционално на силата, приложена към него.

Като пример можем да си представим извор. Когато го разтяга, той упражнява сила, противоречаща на извършеното движение. По този начин, колкото по-голяма е приложената сила, толкова по-голяма ще бъде нейната деформация.

От друга страна, когато пружината няма сила, която действа върху нея, ние казваме, че тя е в равновесие.

Знаеше ли?

Законът на Хук е кръстен на английския учен Робърт Хук (1635-1703).

Формула

Формулата на закона на Хук се изразява, както следва:

F = k. там

от къде,

F: сила, приложена върху еластичното тяло
К: еластична константа или константа на пропорционалност
там: независима променлива, тоест претърпената деформация

Според Международната система (SI) силата (F) се измерва в Нютон (N), еластичната константа (K) в Нютон на метър (N / m) и променливата (Δl) в метри (m).

Забележка

: Изменението на претърпената деформация Δl = L - L₀, може да се обозначава с х. Имайте предвид, че L е крайната дължина на пружината и L₀, първоначалната дължина.

Правен експеримент на Хук

За да потвърдим Закона на Хук, можем да извършим малък експеримент с пружина, прикрепена към опора.

Когато го дърпаме, можем да видим, че силата, която прилагаме, за да го разтегнем, е право пропорционална на силата, която упражнява, но в обратна посока.

С други думи, деформацията на пружината се увеличава пропорционално на приложената върху нея сила.

Графичен

За да се разбере по-добре експериментът на закона на Хук се прави таблица. Забележи това Δl или x съответства на деформацията на пружината, и Fили P съответства на силата, която тежестите упражняват върху пружината.

По този начин, ако P = 50N и x = 5 m, имаме:

F (N)	50	100	150
x (m)	5	10	15

След отбелязване на стойностите, начертаваме F срещу x.

Упражнения за приемни изпити с обратна връзка

1. (UFSM) По време на упражнения за сила, изпълнявани от бегач, се използва ластик, прикрепен към корема им. В стартовете спортистът получава следните резултати:

Седмица	1	2	3	4	5
Δx (см)	20	24	26	27	28

Максималната сила, достигната от спортиста, знаейки, че еластичната константа на лентата е 300 N / m и че тя спазва закона на Хук, е в N:

а) 23520
б) 17600
в) 1760
г) 840
д) 84

Вижте Отговор

Алтернатива и

2. (UFU-MG) Стрелбата с лък е олимпийски спорт от втората олимпиада в Париж, през 1900 година. Лъкът е устройство, което преобразува еластичната потенциална енергия, съхранявана при опъване на тетивата, в кинетична енергия, която се прехвърля към стрелата.

В експеримент измерваме силата F, необходима за опъване на носа до определено разстояние x, като получаваме следните стойности:

F (N)	160	320	480
х (см)	10	20	30

Стойността и единиците на еластичната константа, k, на дъгата са:

а) 16 m / N
б) 1,6 kN / m
в) 35 N / m
г) 5/8 х 10^-2 m / N

Вижте Отговор

Алтернатива b

3. (UFRJ-RJ) Системата, представена на фигурата (колички с еднаква маса, свързани към еднакви пружини) първоначално е в покой и може да се движи с незначително триене по хоризонтални релси:

Към свободния край на пружина 3 се прилага постоянна сила, успоредна на релсите и ориентирана вдясно. След като първоначалните трептения са потушени, монтажът се движи в блок вдясно. В тази ситуация, където l1, l2 и l3 са съответните дължини на пружини 1, 2 и 3, маркирайте правилната алтернатива:

а) l1> l2> l3
б) l1 = l2 = l3
в) l1 г) l1 = l2 д) l1 = l2> l3

Вижте Отговор

Алтернатива c

Искате ли да знаете повече? Прочетете и статиите:

• Сила
• Еластична здравина
• Потенциална енергия
• Еластична потенциална енергия