Hookeov zakon je zakon fizike koji određuje deformaciju podvrgnuto elastičnom tijelu kroz silu.
Teorija kaže da je istezanje elastičnog predmeta izravno proporcionalno sili koja se na njega primjenjuje.
Kao primjer možemo pomisliti na izvor. Prilikom istezanja vrši silu suprotnu izvedenom pokretu. Dakle, što je veća primijenjena sila, veća će biti i njezina deformacija.
S druge strane, kad opruga nema silu koja na nju djeluje, kažemo da je u ravnoteži.
Dali si znao?
Hookeov zakon dobio je ime po engleskom znanstveniku Robertu Hookeu (1635. - 1703.).
Formula
Formula Hookeova zakona izražava se na sljedeći način:
F = k. tamo
odakle,
F: sila koja djeluje na elastično tijelo
K: konstanta elastičnosti ili konstanta proporcionalnosti
tamo: neovisna varijabla, odnosno pretrpljena deformacija
Prema Međunarodnom sustavu (SI) sila (F) se mjeri u Newtonima (N), elastična konstanta (K) u Newtonima po metru (N / m) i varijabla (Δl) u metrima (m).
Bilješka: Varijacija pretrpljene deformacije Δl = L - L0, može biti označena znakom x. Imajte na umu da je L konačna duljina opruge i L0, početna duljina.
Hookeov eksperiment s pravom
Da bismo potvrdili Hookeov zakon, možemo izvesti mali eksperiment s oprugom pričvršćenom na nosač.
Kada ga vučemo, možemo vidjeti da je sila koju primjenjujemo da ga rastežemo izravno proporcionalna sili koju djeluje, ali u suprotnom smjeru.
Drugim riječima, deformacija opruge povećava se proporcionalno sili koja je na nju primijenjena.
Grafički
Da bi se bolje razumio eksperiment Hookeova zakona, napravljena je tablica. Primijeti da Δl ili x odgovara deformaciji opruge, i Fili P odgovara sili koju utezi vrše na oprugu.
Dakle, ako je P = 50N i x = 5 m, imamo:
| Ž (N) | 50 | 100 | 150 |
|---|---|---|---|
| x (m) | 5 | 10 | 15 |
Nakon bilježenja vrijednosti, crtamo F nasuprot x.
Vježbe prijamnog ispita s povratnim informacijama
1. (UFSM) Tijekom vježbi snage koje izvodi trkač koristi se gumica pričvršćena na trbuh. U startima sportaš postiže sljedeće rezultate:
| Tjedan | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Δx (cm) | 20 | 24 | 26 | 27 | 28 |
Maksimalna sila koju sportaš postiže, znajući da je elastična konstanta remena 300 N / m i da poštuje Hookeov zakon, je u N:
a) 23520
b) 17600
c) 1760
d) 840
e) 84
Alternativni i
2. (UFU-MG) Streličarstvo je olimpijski sport od druge Olimpijske igre u Parizu, 1900. godine. Luk je uređaj koji pretvara elastičnu potencijalnu energiju, pohranjenu kada se tetiva napne, u kinetičku energiju koja se prenosi na strelicu.
U eksperimentu mjerimo silu F potrebnu za zatezanje pramca na određenu udaljenost x, dobivajući sljedeće vrijednosti:
| Ž (N) | 160 | 320 | 480 |
|---|---|---|---|
| x (cm) | 10 | 20 | 30 |
Vrijednost i jedinice elastične konstante luka, k, su:
a) 16 m / N
b) 1,6 kN / m
c) 35 N / m
d) 5/8 x 10-2 m / N
Alternativa b
3. (UFRJ-RJ) Sustav prikazan na slici (kolica iste mase spojene na identične opruge) u početku miruje i može se kretati s neznatnim trenjem na vodoravnim tračnicama:
Na slobodni kraj opruge 3 primjenjuje se konstantna sila, paralelna s tračnicama i usmjerena udesno. Nakon prigušenja početnih oscilacija, sklop se pomiče u bloku udesno. U ovoj situaciji, gdje su l1, l2 i l3 odgovarajuće duljine opruga 1, 2 i 3, označite ispravnu alternativu:
a) l1> l2> l3
b) l1 = l2 = l3
c) l1 d) l1 = l2 e) l1 = l2> l3
Alternativa c
Želite znati više? Pročitajte i članke:
- Snaga
- Elastična čvrstoća
- Potencijalna energija
- Elastična potencijalna energija
