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

A szeméttől a luxusig: Hogyan lehet a banánhéj hihetetlen receptek alapja

A vegánok már több recepthez is népszerűsítették a banánhéj használatát, mint például a héjából a...

read more

Az aukciósház liciteket nyit az első generációs iPhone-okra; többet tud

Az első generációs iPhone-ok igazi ereklyéivé váltak a technológia szerelmeseinek és gyűjtők. Min...

read more

Íme 5 hatékony módszer a cukor csökkentésére az étrendből.

Bár a cukrot soha nem tartották egészséges összetevőnek, az új tanulmányok rámutatnak arra, hogy ...

read more