Hooke의 법칙: 개념, 공식, 그래프, 연습

그만큼 스프링이 일부에 의해 변형되면 외부, a 탄력있는 회복은에서 운동을 시작합니다 같은방향 그리고 감각반대말 외력에. 이 탄성력은 가변적이며 스프링이받는 변형의 크기에 따라 달라집니다.

보기또한:물리학 공식 트릭

Hooke의 법칙과 탄성력

에 따르면 Hooke의 법칙, 힘이 스프링에 가해지면 스프링을 변형시킬 수 있으며 결과적으로 스프링은 외부 힘과 반대되는 힘을 생성합니다. 탄력있는. 이 힘은 흉한 모습 봄 참조 공식 계산하는 데 사용 탄력있는:

에프 – 인장 강도 (N)

k-탄성 상수 (N / m)

x-스프링 변형 (m)

위의 공식에서 a의 존재를 관찰 할 수 있습니다. 신호부정. 이 표시는 감각 스프링 (x)이받는 길이의 변화와 항상 반대되는 탄성력의. 이 변화가 양수이면 힘은 부정, 즉, 감각반대말.

스프링을 쥐었을 때, 그것은 손가락이 가하는 힘과 반대되는 탄성력으로 반응합니다.
스프링을 쥐었을 때, 그것은 손가락이 가하는 힘과 반대되는 탄성력으로 반응합니다.

Hooke의 법칙 그래프

위의 공식을 기반으로 탄성력과 스프링의 변형 계수와 관련된 그래프를 작성할 수 있습니다. 이렇게하면 그래픽은 다음 프로필을 갖게됩니다.

위의 그래프를 분석 해보면 40N의 힘이 스프링에 가해 졌을 때 그 변형은 0.5m임을 알 수 있습니다. 또한 스프링 힘은 40N의 계수를 가지고 있습니다. 뉴턴의 제 3 법칙, 법칙 동작반응. 계산하자 일정한탄력있는 의 모듈을 기반으로 문제의 이번 봄의 탄력있는.

계산은 일정한탄력있는 이번 봄은 80N / m인데 무슨 뜻일까요? 다음으로 탄성 상수와 그 의미에 대한 간략한 주제를 가져옵니다.

스프링 탄성 상수

그만큼 일정한탄력있는 스프링의 강성을 측정합니다. 즉, 스프링이 고통을받는 데 필요한 힘을 측정합니다. 흉한 모습. 탄성 상수가 큰 스프링은 변형하기가 더 어렵습니다. 즉 길이를 변경하려면 더 큰 힘을 가할 필요가 있습니다. 탄성 상수는 스칼라 위대함및 측정 단위에 따라 국제 단위계는 N / m (미터당 뉴턴)입니다.

상상해보십시오 탄성 상수는 800 N / m입니다. 이 스프링은 길이가 1m 씩 변경 되려면 최소 800N의 힘으로 압축되거나 늘어나야합니다. 따라서이 스프링의 길이를 0.5m로 변경하려면 필요한 최소 힘은 400N입니다.

읽기: 물리학 문제 해결을위한 다섯 가지 팁

스프링 변형 또는 신장

그만큼 변형 또는 신장 스프링 길이 변동의 척도입니다. 이러한 의미에서 다음과 같이 계산할 수 있습니다. 사이 길이결정적인 그건 길이머리 글자 봄 스프링이 원래 크기에 있고이를 변형시키는 힘의 작용이 없으면 신장이 없습니다.

x-스프링 변형 (m)

에프 – 최종 스프링 길이 (m)

0 – 초기 스프링 길이 (m)

위 공식에서 스프링의 최종 길이 (에프)가 초기 길이 (0), 변형은 (x> 0); 그렇지 않으면 스프링의 최종 길이가 초기 길이보다 작을 때 변형이 부정 (x <0).

참조 :물리학 연구에서 가장 흔한 7 가지 실수

Hooke의 법칙에 대한 해결 된 연습

질문 1) 탄성 상수가 200 N / m 인 스프링의 길이는 20cm입니다. 외력을 받으면이 스프링의 길이는 15cm가됩니다. 15cm 압축시 스프링이 가하는 탄성력의 크기를 결정합니다.

a) 40 N / m

b) 10 N / m

c) 30 N / m

d) 15 N / m

e) 25 N / m

주형: 편지 B.

스프링 변형은 외력을받을 때 원래 길이와 크기의 차이로 측정됩니다. 이 경우 스프링 연신율은 5cm 또는 0.05m입니다. 이를 바탕으로 계산을 해보겠습니다.

질문 2) 4N의 힘으로 압축하면 스프링의 길이가 1.6cm (0.016m)만큼 변경됩니다. 이 스프링의 탄성 상수 (N / m)는 대략 다음과 같습니다.

a) 6.4 N / m

b) 500 N / m

c) 250 N / m

d) 256 N / m

e) 12.8 N / m

주형: 문자 C.

Hooke의 법칙에 따라 계산해 봅시다 :

질문 3) Hooke의 법칙에 의해 수학적으로 설명 된 탄성력과 관련하여 대안을 표시하십시오. 옳은:

a) 스프링의 탄성 상수가 클수록 변형하는 데 걸리는 힘이 적습니다.

b) 탄성력은 스프링 연신율에 반비례합니다.

c) 스프링에 가해져 변형되는 힘은 스프링에 의해 생성 된 탄성력과 같습니다.

d) 탄성력은 스프링이 원래 모양 일 때 최대 값을 갖습니다.

e) 스프링 상수는 그램 당 뉴턴으로 측정되는 스칼라 양입니다.

주형: 편지 B.

대안을 살펴 보겠습니다.

그만큼) 모조품: 얼마예요 작게 스프링의 탄성 상수이며 변형에 걸리는 힘이 적습니다.

비) 모조품: 탄성 강도는 직접 스프링의 연신율에 비례합니다.

c) 맞다.

디) 모조품: 탄성력은 그 가치가 있습니다. 최저한의 봄이 원래 모양 일 때.

과) 모조품: 스프링의 탄성 상수는 스칼라 수량이며 지하철.

작성자: Rafael Hellerbrock
물리학 교사

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