Hooke törvénye: fogalom, képlet, grafikon, gyakorlatok

A törvényban benhorog kijelenti, hogy amikor a rugót egyesek deformálják erő külső, a erőrugalmas helyreállító kezdi el gyakorolni a azonosirány és a érzékszemben külső erőre. Ez a rugalmas erő viszont változó, és függ a deformáció méretétől, amelyet a rugó elszenved.

Nézis:Fizika képletek

Hooke törvénye és rugalmas ereje

Szerint a Hooke törvénye, amikor egy erőt egy rugóra gyakorolnak, képes deformálni a rugót, következésképpen a rugó a külső erővel ellentétes erőt produkál, erőrugalmas. Ez az erő a deformáció tavasz. lásd a képlet kiszámításához használt erőrugalmas:

Fő - szakítószilárdság (N)

k - rugalmas állandó (N / m)

x - rugódeformáció (m)

A fenti képletben megfigyelhető az a jelenléte jelnegatív. Ez a jel a érzék rugalmas rugalmasságának, amely mindig ellentétes a rugó által elszenvedett hosszváltozással (x). Ha ez a variáció pozitív, akkor az erő negatív, vagyis van érzékszemben.

Amikor kinyomjuk a rugót, az az ujjak által kifejtett erővel ellentétes rugalmas erővel reagál.
Amikor kinyomjuk a rugót, az az ujjak által kifejtett erővel ellentétes rugalmas erővel reagál.

Hooke törvény grafikonja

A fenti képlet alapján felépíthetünk egy grafikont, amely a rugalmas erőt a rugó deformációjának modulusához viszonyítja. Ennek során a grafikának a következő profilja lesz:

A fenti grafikon elemzésével észrevehető, hogy ha 40 N erőt fejtünk ki a rugóra, annak deformációja 0,5 m. Ezen túlmenően a rugóerő 40 N modulusával is rendelkezik Newton harmadik törvényetörvény akció és reakció. Számítsuk ki a állandórugalmas kérdéses tavaszának a modulja alapján erőrugalmas.

A számítás azt mutatja, hogy a állandórugalmas ez a tavasz 80 N / m, de mit jelent ez? Ezután egy rövid témát hozunk a rugalmas állandónak és annak jelentésének.

Rugós elasztikus állandó

A állandórugalmas méri a rugó merevségét, vagyis azt az erőt, amely szükséges ahhoz, hogy a rugó szenvedjen a deformáció. A nagy rugalmas állandókkal rendelkező rugókat nehezebben lehet deformálni, vagyis hosszuk változóvá válása érdekében nagyobb erőt kell alkalmazni. A rugalmas állandó a skaláris nagyság, és annak mértékegysége a Az egységek nemzetközi rendszere, az N / m (newton méterenként).

képzelje el, hogy a tavaszi rugalmas állandója 800 N / m. Ezt a tavaszt legalább 800 N erővel kell összenyomni vagy kinyújtani, hogy hossza 1 m-rel megváltozzon. Így ha azt szeretnénk, hogy ennek a tavasznak a hossza 0,5 m-rel változzon, az ehhez szükséges legkisebb erő 400 N lenne.

Olvassa el: Öt tipp a fizikai gyakorlatok megoldásához

A rugó deformációja vagy megnyúlása

A deformáció vagy megnyúlás a rugó hosszváltozásának mértéke. Ebben az értelemben kiszámítható különbség között hosszVégső ez a hossza kezdeti tavasz. Ha a rugó eredeti méretben van, mentes az őt deformáló erők hatásától, nincs megnyúlás.

x - rugódeformáció (m)

LF - a végső rugóhossz (m)

L0 - kezdeti rugóhossz (m)

Vegye figyelembe, hogy a fenti képletben, ha a rugó véghossza (LF) nagyobb, mint a kezdeti hossz (L0), a deformáció lesz pozitív (x> 0); különben, ha a rugó véghossza kisebb, mint a kezdeti hossz, akkor a deformáció meg lesz negatív (x <0).

Lásd még:Hét leggyakoribb hiba a fizika tanulmányozása során

Megoldott gyakorlatok Hooke törvényéről

1. kérdés) A 200 N / m elasztikus állandóval rendelkező rugó hossza 20 cm. Külső erő hatására a rugó hossza 15 cm lesz. Határozza meg a rugó által kifejtett rugalmassági erő nagyságát 15 cm-re összenyomva.

a) 40 N / m

b) 10 N / m

c) 30 N / m

d) 15 N / m

e) 25 N / m

Sablon: B betű

A rugódeformációt az eredeti hossza és mérete közötti különbség méri külső erő hatására. Ebben az esetben a rugó megnyúlása 5 cm vagy 0,05 m. Ez alapján végezzük el a számításokat:

2. kérdés) 4 N erővel összenyomva egy rugó 1,6 cm-rel (0,016 m) változtatja meg a hosszát. A rugó rugalmas állandója N / m-ben körülbelül:

a) 6,4 N / m

b) 500 N / m

c) 250 N / m

d) 256 N / m

e) 12,8 N / m

Sablon: C. betű

Végezzük a számítást Hooke törvénye szerint:

3. kérdés A Hooke-törvény által matematikailag leírt rugalmas erő kapcsán jelölje meg az alternatívát HELYES:

a) Minél nagyobb egy rugó rugalmas állandója, annál kevesebb erő kell ahhoz, hogy deformálódjon.

b) A rugalmas erő fordítottan arányos a rugó megnyúlásával.

c) A rugóra kifejtett, azt deformáló erő megegyezik a rugó által generált rugalmas erővel.

d) A rugalmas erő akkor éri el a legnagyobb értéket, ha a rugó eredeti formában van.

e) A rugóállandó skaláris mennyiség, newton / grammban mérve.

Sablon: B betű

Nézzük meg az alternatívákat:

A) hamisítvány: Mennyi kisebb egy rugó rugalmas állandója, annál kevesebb erő szükséges a deformálásához.

B) hamisítvány: Rugalmas szilárdság közvetlenül a forrás megnyúlásával arányos.

c) Igaz.

d) hamisítvány: A rugalmas szilárdságnak megvan az értéke Minimális amikor a rugó eredeti formájában van.

és) hamisítvány: A rugó rugalmas állandója skaláris mennyiség, newtononként mérve metró.

Rafael Hellerbrock
Fizikatanár

Ellenőrizze az ideális pontszámot egy motorkerékpár finanszírozásához

Motorkerékpár vásárlásán gondolkodik, és finanszírozásra van szüksége? Nos, mielőtt végigcsinálná...

read more

Mi az a Serasa "Score" és mire használják?

Az emberek minden nap keresik a bankokat hitel vagy hitelt, akár törleszteni akarja adósságait, m...

read more

A Brazil Aid ezen a pénteken kerül kiadásra egyes kedvezményezettek számára

Minden hónapban a Brazil segély új fizetési kört hajt végre. A program résztvevői így havi részle...

read more