THE zákonvháček uvádí, že když je pružina některými deformována síla externí, a sílaelastický regenerační se začíná cvičit v stejnýsměr a v smyslnaproti na vnější sílu. Tato elastická síla je zase proměnlivá a závisí na velikosti deformace, kterou pružina utrpí.
Dívej setaky:Fyzikální triky
Hookův zákon a pružná síla
Podle Hookeův zákon, když na pružinu působí síla, je schopna pružinu deformovat, v důsledku toho pružina vytváří sílu opačnou k vnější síle, tzv. sílaelastický. Tato síla se zvyšuje podle deformace jara. viz vzorec slouží k výpočtu sílaelastický:
Fon - pevnost v tahu (N)
k - elastická konstanta (N / m)
x - deformace pružiny (m)
Ve výše uvedeném vzorci je možné pozorovat přítomnost a signálzáporný. Toto označení se týká smysl pružné síly, která je vždy opačná k odchylce v délce, kterou utrpí pružina (x). Pokud je tato variace pozitivní, síla je záporný, to znamená, že má smyslnaproti.
Hookeův zákon
Na základě výše uvedeného vzorce můžeme vytvořit graf vztahující se k elastické síle k modulu deformace pružiny. Grafika přitom bude mít následující profil:
Při analýze výše uvedeného grafu je možné si všimnout, že při působení síly 40 N na pružinu je její deformace 0,5 m. Kromě toho má síla pružiny také modul 40 N, podle Newtonův třetí zákonzákon z akce a reakce. Pojďme vypočítat konstantníelastický tohoto jara na základě modulu sílaelastický.
Výpočet naznačuje, že konstantníelastický toto jaro je 80 N / m, ale co to znamená? Dále přinášíme krátké téma věnované elastické konstantě a jejímu významu.
Pružná konstanta pružiny
THE konstantníelastický měří tuhost pružiny, tj. sílu potřebnou k tomu, aby pružina trpěla a deformace. Pružiny, které mají velké elastické konstanty, se obtížněji deformují, to znamená, aby se jejich délka lišila, je nutné použít větší sílu. Elastická konstanta je a skalární velikosta jeho měrná jednotka podle Mezinárodní systém jednotek, je N / m (newton na metr).
představte si, že a jaro má elastickou konstantu 800 N / m. Tuto pružinu bude třeba stlačit nebo natáhnout silou nejméně 800 N, aby se její délka mohla změnit o 1 m. Pokud bychom tedy chtěli, aby se jeho pružina lišila o 0,5 m, minimální síla potřebná k tomu by byla 400 N.
Přečtěte si také: Pět tipů pro řešení cvičení z fyziky
Deformace nebo prodloužení pružiny
THE deformace nebo prodloužení je míra změny délky pružiny. V tomto smyslu jej lze vypočítat pomocí rozdíl mezi délkaFinále to je délkapočáteční jara. Když je pružina v původní velikosti, bez působení sil, které ji deformují, nedochází k prodloužení.
x - deformace pružiny (m)
LF - konečná délka pružiny (m)
L0 - počáteční délka pružiny (m)
Všimněte si, že ve výše uvedeném vzorci, pokud je konečná délka pružiny (LF) je větší než počáteční délka (L0), deformace bude pozitivní (x> 0); jinak, když je konečná délka pružiny menší než počáteční délka, deformace bude záporný (x <0).
Podívejte se také:Sedm nejčastějších chyb při studiu fyziky
Vyřešená cvičení na Hookův zákon
Otázka 1) Pružina s elastickou konstantou rovnou 200 N / m má délku 20 cm. Při působení vnější síly je délka této pružiny 15 cm. Určete velikost pružné síly vyvíjené pružinou při stlačení o 15 cm.
a) 40 N / m
b) 10 N / m
c) 30 N / m
d) 15 N / m
e) 25 N / m
Šablona: písmeno B.
Deformace pružiny se měří rozdílem mezi její původní délkou a velikostí při působení vnější síly. V tomto případě je prodloužení pružiny 5 cm nebo 0,05 m. Na základě toho provedeme výpočty:
Otázka 2) Při stlačení silou 4 N pružina změní svou délku o 1,6 cm (0,016 m). Elastická konstanta této pružiny v N / m je asi:
a) 6,4 N / m
b) 500 N / m
c) 250 N / m
d) 256 N / m
e) 12,8 N / m
Šablona: písmeno C.
Udělejme výpočet podle Hookeova zákona:
Otázka 3) Pokud jde o pružnou sílu, matematicky popsanou Hookeovým zákonem, označte alternativu OPRAVIT:
a) Čím větší je pružná konstanta pružiny, tím menší je síla potřebná k její deformaci.
b) Pružná síla je nepřímo úměrná prodloužení pružiny.
c) Síla, která působí na pružinu a deformuje ji, se rovná pružné síle generované pružinou.
d) Pružná síla má maximální hodnotu, když je pružina v původním tvaru.
e) Konstanta pružiny je skalární veličina, měřená v newtonech na gram.
Šablona: písmeno B.
Podívejme se na alternativy:
The) falešný: Jak moc menší je pružná konstanta pružiny, tím menší je síla potřebná k její deformaci.
B) falešný: Pružná síla je přímo úměrné prodloužení pružiny.
c) Pravda.
d) falešný: Pružná pevnost má svou hodnotu Minimální když je pružina v původním tvaru.
a) falešný: Elastická konstanta pružiny je skalární veličina, měřená v newtonech za metro.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky
