लोचदार बल और हुक का नियम

हुक का नियम भौतिकी का एक नियम है जो एक बल के माध्यम से एक लोचदार शरीर द्वारा किए गए विरूपण को निर्धारित करता है।

सिद्धांत कहता है कि एक लोचदार वस्तु का खिंचाव उस पर लगाए गए बल के सीधे आनुपातिक होता है।

एक उदाहरण के रूप में, हम एक वसंत के बारे में सोच सकते हैं। इसे खींचते समय, यह प्रदर्शन किए गए आंदोलन के विपरीत बल लगाता है। इस प्रकार, जितना अधिक लागू बल, उतना ही अधिक इसका विरूपण होगा।

दूसरी ओर, जब वसंत पर कार्य करने वाला बल नहीं होता है, तो हम कहते हैं कि यह संतुलन में है।

क्या तुम्हें पता था?

हुक के नियम का नाम अंग्रेजी वैज्ञानिक रॉबर्ट हुक (1635-1703) के नाम पर रखा गया है।

सूत्र

हुक का नियम सूत्र इस प्रकार व्यक्त किया गया है:

एफ = के। क्या आप वहां मौजूद हैं

कहां से,

एफ: लोचदार शरीर पर लागू बल
क: लोचदार स्थिरांक या आनुपातिकता स्थिरांक
क्या आप वहां मौजूद हैं: स्वतंत्र चर, यानी विकृति का सामना करना पड़ा

अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एसआई) के अनुसार, बल (एफ) को न्यूटन (एन) में मापा जाता है, न्यूटन प्रति मीटर (एन/एम) में लोचदार स्थिरांक (के) और मीटर (एम) में चर (Δl) में मापा जाता है।

ध्यान दें: विकृति की भिन्नता का सामना करना पड़ा

l = एल - एल₀, द्वारा इंगित किया जा सकता है एक्स. ध्यान दें कि L वसंत की अंतिम लंबाई है और L₀, प्रारंभिक लंबाई।

हुक का नियम प्रयोग

हुक के नियम की पुष्टि करने के लिए हम एक समर्थन से जुड़े स्प्रिंग के साथ एक छोटा सा प्रयोग कर सकते हैं।

इसे खींचते समय, हम देख सकते हैं कि हम इसे खींचने के लिए जो बल लगाते हैं, वह सीधे उस बल के समानुपाती होता है, लेकिन विपरीत दिशा में।

दूसरे शब्दों में, वसंत की विकृति उस पर लागू बल के अनुपात में बढ़ जाती है।

ग्राफिक

हुक के नियम के प्रयोग को बेहतर ढंग से समझने के लिए एक तालिका बनाई जाती है। नोटिस जो एल या एक्स or वसंत के विरूपण से मेल खाती है, और एफया पी उस बल से मेल खाती है जो भार वसंत पर लगाता है।

इस प्रकार, यदि P = 50N और x = 5 m, तो हमारे पास है:

एफ (एन)	50	100	150
एक्स (एम)	5	10	15

मानों को नोट करने के बाद, हम F बनाम x प्लॉट करते हैं।

फीडबैक के साथ प्रवेश परीक्षा अभ्यास

1. (यूएफएसएम) एक धावक द्वारा किए जाने वाले शक्ति अभ्यास के दौरान, उनके पेट से जुड़ी एक रबर बैंड का उपयोग किया जाता है। शुरुआत में, एथलीट निम्नलिखित परिणाम प्राप्त करता है:

सप्ताह	1	2	3	4	5
x (सेमी)	20	24	26	27	28

एथलीट द्वारा पहुँचा गया अधिकतम बल, यह जानते हुए कि पट्टा का लोचदार स्थिरांक 300 N/m है और यह हुक के नियम का पालन करता है, N में है:

क) २३५२०
बी) 17600
सी) 1760
घ) 840
ई) 84

उत्तर देखो

वैकल्पिक और

2. (यूएफयू-एमजी) तीरंदाजी 1900 में पेरिस में दूसरे ओलंपिक के बाद से एक ओलंपिक खेल रहा है। धनुष एक ऐसा उपकरण है जो लोचदार संभावित ऊर्जा को परिवर्तित करता है, जब धनुष को तनाव दिया जाता है, तो गतिज ऊर्जा में संग्रहीत किया जाता है, जिसे तीर में स्थानांतरित किया जाता है।

एक प्रयोग में, हम धनुष को एक निश्चित दूरी x तक तनाव देने के लिए आवश्यक बल F को मापते हैं, जिससे निम्नलिखित मान प्राप्त होते हैं:

एफ (एन)	160	320	480
एक्स (सेमी)	10	20	30

चाप के लोचदार स्थिरांक, k का मान और इकाइयाँ हैं:

ए) 16 मीटर / एन
बी) 1.6 केएन / एम
सी) 35 एन / एम
घ) 5/8 x 10^-2 एम/एन

उत्तर देखो

वैकल्पिक बी

3. (UFRJ-RJ) आकृति में दर्शाया गया सिस्टम (समान स्प्रिंग्स से जुड़े समान द्रव्यमान की ट्रॉली) शुरू में आराम पर है और क्षैतिज रेल पर नगण्य घर्षण के साथ चल सकता है:

रेल के समानांतर और दाईं ओर उन्मुख वसंत 3 के मुक्त छोर पर एक निरंतर बल लगाया जाता है। प्रारंभिक दोलनों को भीगने के बाद, असेंबली एक ब्लॉक में दाईं ओर चलती है। इस स्थिति में, जहाँ l1, l2 और l3 स्प्रिंग्स 1, 2 और 3 की संबंधित लंबाई हैं, सही विकल्प को चिह्नित करें:

ए) एल1> एल2> एल3
बी) एल1 = एल2 = एल3
सी) एल1 डी) एल1 = एल2 ई) एल1 = एल2 > एल3

उत्तर देखो

वैकल्पिक सी

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