DET lovikrog angiver, at når en fjeder er deformeret af nogle styrke ekstern, a styrkeelastisk genoprettende begynder at blive udøvet i sammeretning og i følelsemodsat til ekstern styrke. Denne elastiske kraft er til gengæld variabel og afhænger af størrelsen af den deformation, som fjederen lider af.
Seogså:Fysik formel tricks
Hookes lov og elastiske kraft
Ifølge Hookes lov, når en kraft påføres en fjeder, er den i stand til at deformere fjederen, og derfor producerer fjederen en kraft modsat den ydre kraft, kaldet styrkeelastisk. Denne styrke bliver større i henhold til deformation af foråret. se formel bruges til at beregne styrkeelastisk:
Fhan Trækstyrke (N)
k - elastisk konstant (N / m)
x - fjederdeformation (m)
I formlen ovenfor er det muligt at observere tilstedeværelsen af a signalnegativ. Dette tegn vedrører følelse af den elastiske kraft, som altid er modsat den variation i længde, som fjederen lider (x). Hvis denne variation er positiv, er kraften negativ, det vil sige har følelsemodsat.
Hookes lovgraf
Baseret på ovenstående formel kan vi bygge en graf, der relaterer den elastiske kraft til modulet til fjederens deformation. Når du gør det, vil grafikken have følgende profil:
Når man analyserer grafen ovenfor, er det muligt at bemærke, at når en kraft på 40 N påføres fjederen, er dens deformation 0,5 m. Derudover har fjederkraften også et modul på 40 N ifølge Newtons tredje lov, loven om handling og reaktion. Lad os beregne konstantelastisk dette forår er baseret på modulet til styrkeelastisk.
Beregningen indikerer, at konstantelastisk dette forår er 80 N / m, men hvad betyder det? Dernæst bringer vi et kort emne dedikeret til den elastiske konstant og dens betydning.
Fjederelastisk konstant
DET konstantelastisk måler fjederens stivhed, det vil sige den kraft, der er nødvendig for at få fjederen til at lide a deformation. Fjedre, der har store elastiske konstanter, er sværere at deformere, det vil sige for at få deres længde til at variere er det nødvendigt at anvende en større kraft. Den elastiske konstant er a skalar storhedog dens måleenhed i henhold til International System of Units, er N / m (newton pr. meter).
forestil dig, at en forår den har en elastisk konstant på 800 N / m. Denne fjeder skal komprimeres eller strækkes med en kraft på mindst 800 N for at dens længde skal ændre sig med 1 m. Hvis vi således ville have, at dette forår havde en længde på 0,5 m, ville den krævede minimumskraft til dette være 400 N.
Læs også: Fem tip til løsning af fysiske øvelser
Forår deformation eller forlængelse
DET deformation eller forlængelse er mål for fjederlængdevariationen. I denne forstand kan det beregnes af forskel imellem længdeEndelig Det er længdeinitial af foråret. Når fjederen er i sin oprindelige størrelse, uden virkning af kræfter, der deformerer den, er der ingen forlængelse.
x - fjederdeformation (m)
LF - endelig fjederlængde (m)
L0 - indledende fjederlængde (m)
Bemærk, at i den ovenstående formel, hvis fjederens endelige længde (LF) er større end den oprindelige længde (L0), vil deformationen være positiv (x> 0); ellers, når den endelige længde af fjederen er mindre end den oprindelige længde, vil deformationen være negativ (x <0).
Se også:Syv mest almindelige fejl i studiet af fysik
Løst øvelser på Hookes lov
Spørgsmål 1) En fjeder med en elastisk konstant lig med 200 N / m har en længde på 20 cm. Når den udsættes for en ekstern kraft, bliver længden af denne fjeder 15 cm. Bestem størrelsen af den elastiske kraft, der udøves af fjederen, når den komprimeres med 15 cm.
a) 40 N / m
b) 10 N / m
c) 30 N / m
d) 15 N / m
e) 25 N / m
Feedback: bogstav B.
Fjederdeformation måles ved forskellen mellem dens oprindelige længde og dens størrelse, når den udsættes for en ekstern kraft. I dette tilfælde er fjederforlængelsen 5 cm eller 0,05 m. Baseret på dette, lad os lave beregningerne:
Spørgsmål 2) Når den komprimeres med en kraft på 4 N, ændrer en fjeder længden med 1,6 cm (0,016 m). Den fjederes elastiske konstant i N / m handler om:
a) 6,4 N / m
b) 500 N / m
c) 250 N / m
d) 256 N / m
e) 12,8 N / m
Feedback: bogstav C.
Lad os lave beregningen i henhold til Hookes lov:
Spørgsmål 3) Med hensyn til den elastiske kraft, der er matematisk beskrevet af Hookes lov, skal du markere alternativet KORREKT:
a) Jo større en fjederes elastiske konstant er, desto mindre kræfter tager det at deformere den.
b) Elastisk kraft er omvendt proportional med fjederforlængelse.
c) Kraften, der udøves på fjederen og deformerer den, er lig med den elastiske kraft, der genereres af fjederen.
d) Den elastiske kraft har sin maksimale værdi, når fjederen er i sin oprindelige form.
e) Fjederkonstanten er en skalarmængde målt i newton pr. gram.
Skabelon: bogstav B.
Lad os se på alternativerne:
Det) falsk: Hvor meget mindre er en fjeders elastiske konstant, jo mindre kraft tager det at deformere den.
B) falsk: Elastisk styrke er direkte proportional med fjederens forlængelse.
c) Sandt.
d) falsk: Elastisk styrke har sin værdi Minimum når fjederen er i sin oprindelige form.
og) falsk: Fjederens elastiske konstant er en skalar størrelse målt i newton pr undergrundsbane.
Af Rafael Hellerbrock
Fysiklærer