კანონიწელსკაუჭა აცხადებს, რომ როდესაც ზოგი წყაროს დეფორმირდება ძალა გარე, ა ძალაელასტიური აღდგენითი სწავლება იწყება იგივემიმართულება და გრძნობასაწინააღმდეგო გარე ძალას. ეს ელასტიური ძალა, თავის მხრივ, ცვალებადია და დამოკიდებულია დეფორმაციის ზომაზე, რომელიც განიცდის ზამბარას.
შეხედეასევე:ფიზიკის ფორმულის ხრიკები
ჰუკის კანონი და ელასტიური ძალა
თანახმად ჰუკის კანონი, როდესაც ზამბარაზე ძალა შემოიტანეს, მას შეუძლია გაზაფხულის დეფორმაცია მოახდინოს, შესაბამისად, ზამბარა წარმოქმნის ძალის საწინააღმდეგო გარე ძალას, ე.წ. ძალაელასტიური ეს ძალა უფრო მეტი ხდება დეფორმაცია გაზაფხულის. იხილეთ ფორმულა გამოსათვლელად ძალაელასტიური:
ვის - کشვის ძალა (N)
k - ელასტიური მუდმივა (N / m)
x - გაზაფხულის დეფორმაცია (მ)
ზემოთ მოცემულ ფორმულაში შესაძლებელია დავაკვირდეთ ა სიგნალიუარყოფითი ეს ნიშანი ეხება გრძნობა ელასტიური ძალის, რომელიც ყოველთვის ეწინააღმდეგება ზამბარის (x) სიგრძის ვარიაციას. თუ ეს ვარიაცია დადებითია, ძალა არის უარყოფითი, ანუ აქვს გრძნობასაწინააღმდეგო.
ჰუკის კანონის გრაფიკი
ზემოთ მოცემული ფორმულის საფუძველზე, ჩვენ შეგვიძლია ავაშენოთ გრაფიკი, რომელიც უკავშირდება ელასტიურ ძალას ზამბარის დეფორმაციის მოდულთან. ამის გაკეთებისას, გრაფიკას ექნება შემდეგი პროფილი:
ზემოთ მოცემული გრაფიკის გაანალიზებით, შესაძლებელია შეამჩნიოთ, რომ როდესაც ზამბარაზე 40 N ძალა იმოქმედებს, მისი დეფორმაცია არის 0,5 მ. გარდა ამისა, გაზაფხულის ძალას ასევე აქვს 40 N მოდული, შესაბამისად ნიუტონის მესამე კანონიკანონი მოქმედება და რეაქცია მოდით გამოვთვალოთ მუდმივიელასტიური ამ საგაზაფხულო საკითხის მოდულის საფუძველზე ძალაელასტიური
გაანგარიშება მიუთითებს იმაზე, რომ მუდმივიელასტიური ამ გაზაფხულზე არის 80 N / მ, მაგრამ რას ნიშნავს ეს? შემდეგ, ჩვენ შემოგთავაზებთ მოკლე თემას, რომელიც ელასტიკურ მუდმივას და მის მნიშვნელობას ეძღვნება.
გაზაფხულის ელასტიური მუდმივა
მუდმივიელასტიური ზომავს ზამბარის სიმკვრივეს, ანუ ძალას, რომელიც საჭიროა ზამბარის ტანჯვისთვის a დეფორმაცია. ზამბარები, რომლებსაც აქვთ დიდი ელასტიური მუდმივები, უფრო რთულია დეფორმირება, ანუ მათი სიგრძის ცვალებადობა, საჭიროა უფრო მეტი ძალის გამოყენება. ელასტიური მუდმივა არის a სკალარული სიდიადედა მისი საზომი ერთეული, შესაბამისად ქვედანაყოფების საერთაშორისო სისტემა, არის N / m (ნიუტონი მეტრზე).
წარმოიდგინეთ, რომ ა გაზაფხული მას აქვს ელასტიური მუდმივა 800 N / მ. ამ გაზაფხულის შეკუმშვა ან დაჭიმვა სჭირდება მინიმუმ 800 N ძალას, რომ მისი სიგრძე 1 მ-ით შეიცვალოს. ამრიგად, თუ გვინდოდა, რომ ამ გაზაფხულზე მისი სიგრძე 0,5 მ-ით იცვლებოდეს, ამისათვის საჭირო მინიმალური ძალა იქნება 400 N.
წაიკითხეთ ასევე: ხუთი რჩევა ფიზიკის სავარჯიშოების გადასაჭრელად
გაზაფხულის დეფორმაცია ან მოგრძოება
დეფორმაცია ან მოგრძოება არის ზამბარის სიგრძის ვარიაციის საზომი. ამ გაგებით, იგი შეიძლება გამოითვალოს განსხვავება შორის სიგრძეფინალი ეს არის სიგრძესაწყისი გაზაფხულის. როდესაც ზამბარა თავდაპირველ ზომას წარმოადგენს, თავისუფალია ძალების მოქმედებისგან, რომლებიც ახდენენ მის დეფორმაციას, აღარ ხდება მოგრძოობა.
x - გაზაფხულის დეფორმაცია (მ)
ლვ - გაზაფხულის საბოლოო სიგრძე (მ)
ლ0 - საწყისი გაზაფხულის სიგრძე (მ)
გაითვალისწინეთ, რომ ზემოთ მოცემულ ფორმულაში, თუ გაზაფხულის საბოლოო სიგრძეა (ლვ) მეტია ვიდრე საწყისი სიგრძე (ლ0), დეფორმაცია იქნება პოზიტიური (x> 0); წინააღმდეგ შემთხვევაში, როდესაც ზამბარის საბოლოო სიგრძე საწყის სიგრძეზე ნაკლები იქნება, დეფორმაცია იქნება უარყოფითი (x <0).
იხილეთ აგრეთვე:შვიდი ყველაზე გავრცელებული შეცდომა ფიზიკის შესწავლისას
გადაჭრილ ვარჯიშებს ჰუკის კანონში
Კითხვა 1) ელასტიური მუდმივის ტოლია 200 N / m ტოლის ზამბარის სიგრძე 20 სმ. გარე ძალის დაქვემდებარებისას, ამ გაზაფხულის სიგრძე ხდება 15 სმ. 15 სმ-ით შეკუმშვისას დაადგინეთ ზამბარის მიერ გამოყოფილი ელასტიური ძალის სიდიდე.
ა) 40 N / მ
ბ) 10 N / მ
გ) 30 N / მ
დ) 15 N / მ
ე) 25 N / მ
შაბლონი: ასო ბ.
საგაზაფხულო დეფორმაცია იზომება სხვაობით ორიგინალ სიგრძესა და მის ზომას შორის, როდესაც ექვემდებარება გარე ძალას. ამ შემთხვევაში, გაზაფხულის მოგრძო არის 5 სმ ან 0,05 მ. ამის საფუძველზე გავაკეთოთ გამოთვლები:
კითხვა 2) 4 N ძალის შეკუმშვისას, ზამბარა ცვლის მის სიგრძეს 1,6 სმ-ით (0,016 მ). ამ გაზაფხულის ელასტიური მუდმივა, N / m, დაახლოებით არის:
ა) 6,4 N / მ
ბ) 500 ნ / მ
გ) 250 ნ / მ
დ) 256 N / მ
ე) 12,8 N / მ
შაბლონი: ასო C
მოდით გავაკეთოთ გაანგარიშება ჰუკის კანონის შესაბამისად:
კითხვა 3) ჰუკის კანონით მათემატიკურად აღწერილ ელასტიურ ძალასთან დაკავშირებით აღნიშნეთ ალტერნატივა სწორია:
ა) რაც მეტია ზამბარის ელასტიური მუდმივა, მით ნაკლები ძალა სჭირდება მის დეფორმაციას.
ბ) ელასტიური ძალა უკუპროპორციულია გაზაფხულის წაგრძელებასთან.
გ) ძალა, რომელიც მოქმედებს ზამბარაზე, ახდენს მის დეფორმაციას, ტოლია გაზაფხულის მიერ წარმოქმნილი ელასტიური ძალის.
დ) ელასტიურ ძალას აქვს თავისი მაქსიმალური მნიშვნელობა, როდესაც ზამბარა თავდაპირველი ფორმისაა.
ე) ზამბარის მუდმივა არის სკალარული სიდიდე, იზომება ნიტონის მიხედვით გრამზე.
შაბლონი: ასო ბ.
მოდით ვნახოთ ალტერნატივები:
) ყალბი: Რამდენი უფრო პატარა არის ზამბარის ელასტიური მუდმივა, მით ნაკლები ძალა სჭირდება მის დეფორმაციას.
ბ) ყალბი: ელასტიური ძალაა პირდაპირ ზამბარის მოგრძოების პროპორციული.
გ) მართალია.
დ) ყალბი: ელასტიურ ძალას აქვს თავისი მნიშვნელობა Მინიმალური როდესაც გაზაფხული პირვანდელ ფორმაშია.
და) ყალბი: ზამბარის ელასტიური მუდმივა არის სკალარული სიდიდე, იზომება ნიუტონებით თითო მეტრო.
რაფაელ ჰელერბროკის მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი
