ჰუკის კანონი არის ფიზიკის კანონი, რომელიც განსაზღვრავს ელასტიური სხეულის ძალის გავლით დეფორმაციას.
თეორიაში ნათქვამია, რომ ელასტიური საგნის მონაკვეთი პირდაპირპროპორციულია მასზე განხორციელებული ძალისა.
მაგალითისთვის, შეგვიძლია გაზაფხულზე ვიფიქროთ. მისი გაჭიმვისას იგი ახდენს ძალას, რომელიც ეწინააღმდეგება შესრულებულ მოძრაობას. ამრიგად, რაც უფრო მეტია გამოყენებული ძალა, მით უფრო დიდი იქნება მისი დეფორმაცია.
მეორეს მხრივ, როდესაც გაზაფხულს არ აქვს მასზე მოქმედი ძალა, ჩვენ ვამბობთ, რომ იგი წონასწორობაშია.
Იცოდი?
ჰუკის კანონს ინგლისელი მეცნიერის რობერტ ჰუკის (1635-1703) სახელი მიენიჭა.
ფორმულა
ჰუკის კანონის ფორმულა გამოხატულია შემდეგნაირად:
F = k იქ
საიდან,
ვ: ძალა ელასტიურ სხეულზე
კ: დრეკადი მუდმივი ან პროპორციულობის მუდმივი
იქ: დამოუკიდებელი ცვლადი, ანუ განიცადა დეფორმაცია
საერთაშორისო სისტემის (SI) თანახმად, ძალა (F) იზომება ნიუტონში (N), ელასტიური მუდმივა (K) ნიუტონში თითო მეტრზე (N / m) და ცვლადი (Δl) მეტრებში (m).
შენიშვნა: განიცადა დეფორმაციის ვარიაცია Δl = L - L0, შეიძლება მიეთითოს x. გაითვალისწინეთ, რომ L არის გაზაფხულის საბოლოო სიგრძე და L0, საწყისი სიგრძე.
ჰუკის კანონის ექსპერიმენტი
ჰუკის კანონის დასადასტურებლად, ჩვენ შეგვიძლია მცირე ექსპერიმენტი ჩავატაროთ საყრდენს მიმაგრებული ზამბარით.
მისი გაყვანისას ვხედავთ, რომ ძალა, რომელსაც მივმართავთ მის გასაჭიმად, პირდაპირპროპორციულია იმ ძალას, რომელსაც იგი ახორციელებს, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ზამბარის დეფორმაცია იზრდება მასზე განხორციელებული ძალის პროპორციულად.
გრაფიკული
ჰუკის კანონის ექსპერიმენტის უკეთ გასაგებად მზადდება ცხრილი. ყურადღება მიაქციეთ ამას Δl ან x შეესაბამება გაზაფხულის დეფორმაციას და ვან პ შეესაბამება ძალას, რომელსაც წონა ახდენს გაზაფხულზე.
ამრიგად, თუ P = 50N და x = 5 მ, გვაქვს:
| F (N) | 50 | 100 | 150 |
|---|---|---|---|
| x (მ) | 5 | 10 | 15 |
მნიშვნელობების აღნიშვნის შემდეგ, ჩვენ ვადგენთ F– ს x– ს წინააღმდეგ.
მისაღები გამოცდის სავარჯიშოები უკუკავშირით
1. (UFSM) მორბენის მიერ შესრულებული ძალისმიერი ვარჯიშების დროს გამოიყენება მათ მუცელზე დამაგრებული რეზინის ზოლი. დასაწყისში, სპორტსმენი იღებს შემდეგ შედეგებს:
| კვირა | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Δx (სმ) | 20 | 24 | 26 | 27 | 28 |
მაქსიმალური ძალა, რომელსაც მიაღწია სპორტსმენმა, იმის ცოდნით, რომ სამაგრის ელასტიური მუდმივაა 300 N / m და რომ ის ემორჩილება ჰუკის კანონს, არის N:
ა) 23520
ბ) 17600
გ) 1760 წ
დ) 840
ე) 84
ალტერნატიული და
2. (UFU-MG) მშვილდოსნობა ოლიმპიური სახეობაა პარიზის მეორე ოლიმპიადის შემდეგ, 1900 წლიდან. მშვილდი არის მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის ელასტიურ პოტენციურ ენერგიას, რომელიც ინახება ბოქლონის დაძაბვის დროს, კინეტიკურ ენერგიად, რომელიც გადადის ისარზე.
ექსპერიმენტში ვზომავთ ძალას F, რომელიც აუცილებელია მშვილდის გარკვეულ მანძილზე დაძაბვისთვის, შემდეგ მნიშვნელობებს ვიღებთ:
| F (N) | 160 | 320 | 480 |
|---|---|---|---|
| x (სმ) | 10 | 20 | 30 |
რკალის ელასტიური მუდმივის, k, მნიშვნელობა და ერთეულებია:
ა) 16 მ / ნ
ბ) 1,6 კნ / მ
გ) 35 N / მ
დ) 5/8 x 10-2 მ / ნ
ალტერნატივა ბ
3. (UFRJ-RJ) სისტემაში გამოსახული სისტემა (იგივე მასის ეტლები, რომლებიც დაკავშირებულია იდენტურ ზამბარებთან) თავდაპირველად ისვენებს და შეუძლია უმნიშვნელო ხახუნის გადაადგილება ჰორიზონტალურ რელსებზე:
მუდმივი ძალა გამოიყენება 3 გაზაფხულის თავისუფალ ბოლოსთან, რელსების პარალელურად და ორიენტირებულია მარჯვნივ. საწყისი რხევების დემპაციის შემდეგ, ასამბლეა მოძრაობს ბლოკში მარჯვნივ. ამ სიტუაციაში, სადაც l1, l2 და l3 არის 1, 2 და 3 ზამბარის შესაბამისი სიგრძე, აღნიშნეთ სწორი ალტერნატივა:
ა) l1> l2> l3
ბ) l1 = l2 = l3
გ) l1 დ) l1 = l2 ე) l1 = l2> l3
ალტერნატივა გ
გსურთ მეტი გაიგოთ? ასევე წაიკითხეთ სტატიები:
- ძალა
- ელასტიური ძალა
- Პოტენციური ენერგია
- ელასტიური პოტენციური ენერგია
