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:A fizika képletei
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 hoz létre, az ún. 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.
Hooke törvény grafikonja
A fenti képlet alapján felépíthetünk egy grafikont, amely a rugalmas erőt a rugó deformációjának modulusához kapcsolja. 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.
Ne álljon meg most... A reklám után még több van;)
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 a 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 a 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 vonatkozásában 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
