THE seadusaastalkonks väidab, et kui mõni vedru deformeerub tugevus väline, a tugevuselastne taastavat hakatakse teostama aastal samasuund ja meelvastupidine välisele jõule. See elastsusjõud on omakorda muutuv ja sõltub deformatsiooni suurusest, mida vedru kannab.
Vaataka:Füüsika valemitrikid
Hooke'i seadus ja elastsusjõud
Vastavalt Hooke seadus, kui vedrule rakendatakse jõudu, suudab see vedru deformeerida, järelikult tekitab vedru välisele jõule vastupidise jõu, nn. tugevuselastne. See tugevus muutub vastavalt deformatsioon kevadest. vaata valem kasutatakse arvutamiseks tugevuselastne:
Fta - tõmbetugevus (N)
k - elastne konstant (N / m)
x - vedru deformatsioon (m)
Ülaltoodud valemis on võimalik jälgida a olemasolu signaalnegatiivne. See märk puudutab meel elastsusjõust, mis on alati vastupidine vedru (x) poolt kantud pikkuse variatsioonile. Kui see variatsioon on positiivne, on jõud negatiivne, see tähendab meelvastupidine.
Hooke seaduse graafik
Ülaltoodud valemi põhjal saame koostada graafiku, mis seob elastsusjõu vedru deformatsiooni mooduliga. Seda tehes on graafikal järgmine profiil:
Analüüsides ülaltoodud graafikut, on võimalik märgata, et kui vedrule rakendatakse jõudu 40 N, on selle deformatsioon 0,5 m. Lisaks on vedru jõu moodul vastavalt ka 40 N Newtoni kolmas seadus, seaduse tegevus ja reaktsioon. Arvutame välja pidevelastne aasta kevad, mis põhineb tugevuselastne.
Arvutus näitab, et pidevelastne sel kevadel on 80 N / m, kuid mida see tähendab? Järgnevalt toome lühikese teema, mis on pühendatud elastsele konstandile ja selle tähendusele.
Vedru elastne konstant
THE pidevelastne mõõdab vedru jäikust ehk jõudu, mis on vajalik vedru kannatamiseks a deformatsioon. Vedrud, millel on suured elastsed konstandid, on raskemini deformeeritavad, see tähendab, et nende pikkus varieeruks, on vaja rakendada suuremat jõudu. Elastne konstant on a skalaarne ülevusja selle mõõtühik vastavalt Rahvusvaheline ühikute süsteemon N / m (njuuton meetri kohta).
kujutage ette, et a kevad selle elastkonstant on 800 N / m. See vedru tuleb kokku suruda või venitada vähemalt 800 N jõuga, et selle pikkus muutuks 1 m. Seega, kui soovime, et selle kevade pikkust oleks 0,5 m, oleks minimaalne selleks vajalik jõud 400 N.
Loe ka: Viis näpunäidet füüsikaharjutuste lahendamiseks
Vedru deformatsioon või pikenemine
THE deformatsioon või pikenemine on vedru pikkuse kõikumise mõõt. Selles mõttes saab seda arvutada erinevus vahel pikkusLõplik see on pikkusinitsiaalne kevadest. Kui vedru on oma esialgses suuruses, vaba seda deformeerivate jõudude toimest, pole pikenemist.
x - vedru deformatsioon (m)
LF - vedru lõplik pikkus (m)
L0 - vedru algpikkus (m)
Pange tähele, et kui ülaltoodud valemis on vedru viimane pikkus (LF) on suurem kui algpikkus (L0), deformatsioon on positiivne (x> 0); vastasel juhul, kui vedru lõplik pikkus on esialgsest väiksem, on deformatsioon negatiivne (x <0).
Vaadake ka:Füüsika uurimisel seitse levinumat viga
Lahendatud harjutused Hooke'i seaduse kohta
Küsimus 1) 200 N / m elastsuskonstandiga vedru pikkus on 20 cm. Välise jõu mõjul muutub selle vedru pikkuseks 15 cm. Määrake vedru 15 cm kokkusurumisel avaldatava elastsusjõu suurus.
a) 40 N / m
b) 10 N / m
c) 30 N / m
d) 15 N / m
e) 25 N / m
Mall: täht B.
Vedru deformatsiooni mõõdetakse välise jõu mõjul selle esialgse pikkuse ja suuruse erinevuse järgi. Sellisel juhul on vedru pikenemine 5 cm või 0,05 m. Selle põhjal teeme arvutused:
2. küsimus) 4 N jõuga kokkusurumisel muudab vedru oma pikkust 1,6 cm (0,016 m) võrra. Selle kevade elastkonstant N / m on umbes:
a) 6,4 N / m
b) 500 N / m
c) 250 N / m
d) 256 N / m
e) 12,8 N / m
Mall: täht C.
Teeme arvutuse vastavalt Hooke seadusele:
3. küsimus) Hooke'i seadusega matemaatiliselt kirjeldatud elastsusjõu osas märkige alternatiiv ÕIGE:
a) Mida suurem on vedru elastkonstant, seda vähem on selle deformeerimiseks vaja jõudu.
b) Elastsusjõud on pöördvõrdeline vedru pikenemisega.
c) Vedrule avaldatav jõud, seda deformeerides, on võrdne vedru tekitatud elastse jõuga.
d) elastsusjõul on maksimaalne väärtus, kui vedru on algsel kujul.
e) Vedrukonstant on skalaarne suurus, mõõdetuna njuutonites grammi kohta.
Mall: täht B.
Vaatame alternatiive:
) võlts: Kui palju väiksem on vedru elastkonstant, seda vähem jõudu selle deformeerimiseks kulub.
B) võlts: Elastne tugevus on otse proportsionaalne vedru pikenemisega.
c) Tõsi.
d) võlts: Elastsel tugevusel on oma väärtus Minimaalne kui vedru on algsel kujul.
ja) võlts: Vedru elastne konstant on skalaarne suurus, mõõdetuna njuutonites per metroo.
Autor Rafael Hellerbrock
Füüsikaõpetaja
