įstatymasįkabliukas teigia, kad kai kai kuri deformuoja spyruoklę jėga išorinis, a jėgaelastinga atkuriamasis pradeda būti naudojamas tas patskryptis ir prasmepriešingas į išorinę jėgą. Ši elastinė jėga savo ruožtu yra kintama ir priklauso nuo deformacijos, kurią patiria spyruoklė, dydžio.
Pažiūrėktaip pat:Fizikos formulės gudrybės
Huko dėsnis ir elastinė jėga
Pagal Huko įstatymas, kai jėga veikia spyruoklę, ji gali deformuoti spyruoklę, todėl spyruoklė sukuria priešingą išorinei jėgai jėgą, vadinamą jėgaelastinga. Ši jėga tampa didesnė pagal deformacija pavasario. pamatyti formulė naudojamas apskaičiuojant jėgaelastinga:
Fjis - tempiamasis stipris (N)
k - elastinė konstanta (N / m)
x - spyruoklės deformacija (m)
Aukščiau pateiktoje formulėje galima pastebėti a buvimą signalasneigiamas. Šis ženklas susijęs su prasme elastinės jėgos, kuri visada yra priešinga spyruoklės patiriamam ilgio kitimui (x). Jei ši variacija yra teigiama, jėga yra neigiamas, tai yra prasmepriešingas.
Huko įstatymų grafikas
Pagal aukščiau pateiktą formulę galime sukurti grafiką, susiejantį elastinę jėgą su spyruoklės deformacijos moduliu. Tai darydamas grafikas turės tokį profilį:
Analizuojant aukščiau pateiktą grafiką, galima pastebėti, kad kai spyruoklei taikoma 40 N jėga, jos deformacija yra 0,5 m. Be to, spyruoklės jėgos modulis taip pat yra 40 N, pagal Trečiasis Niutono dėsnis, įstatymas veiksmas ir reakcija. Apskaičiuokime pastovuselastinga aptariamo šio pavasario, remiantis jėgaelastinga.
Skaičiavimas rodo, kad pastovuselastinga šį pavasarį 80 N / m, bet ką tai reiškia? Toliau pateikiame trumpą temą, skirtą elastinei konstantai ir jos reikšmei.
Spyruoklinė elastinė konstanta
pastovuselastinga matuoja spyruoklės standumą, tai yra jėgą, kurios reikia, kad spyruoklė kentėtų a deformacija. Spyruokles, turinčias dideles elastines konstantas, yra sunkiau deformuoti, tai yra, kad jų ilgis skirtųsi, būtina taikyti didesnę jėgą. Elastinė konstanta yra a skaliarinė didybėir jo matavimo vienetas, pasak Tarptautinė vienetų sistema, yra N / m (niutonas metrui).
įsivaizduokite, kad a pavasaris jo elastinė konstanta yra 800 N / m. Šį pavasarį reikės suspausti arba ištempti mažiausiai 800 N jėga, kad jo ilgis pasikeistų 1 m. Taigi, jei norėtume, kad šios spyruoklės ilgis pasikeistų 0,5 m, minimali tam reikalinga jėga būtų 400 N.
Taip pat skaitykite: Penki patarimai, kaip išspręsti fizikos pratimus
Spyruoklės deformacija arba pailgėjimas
deformacija ar pailgėjimas yra spyruoklės ilgio kitimo matas. Šia prasme jį galima apskaičiuoti pagal skirtumas tarp ilgioGalutinis tai ilgiopradinis pavasario. Kai spyruoklė yra pradinio dydžio, be jėgų, kurios ją deformuoja, veikimo, pailgėjimo nėra.
x - spyruoklės deformacija (m)
LF - galutinis spyruoklės ilgis (m)
L0 - pradinis spyruoklės ilgis (m)
Atkreipkite dėmesį, kad pagal pirmiau pateiktą formulę, jei galutinis spyruoklės ilgis (LF) yra didesnis nei pradinis ilgis (L0), deformacija bus teigiamas (x> 0); priešingu atveju, kai galutinis spyruoklės ilgis bus mažesnis nei pradinis, deformacija bus neigiamas (x <0).
Taip pat žiūrėkite:Septyni dažniausiai pasitaikančios klaidos, padarytos atliekant fizikos tyrimus
Išsprendė Huko dėsnio pratimus
Klausimas 1) Spyruoklės, kurios elastinė konstanta lygi 200 N / m, ilgis yra 20 cm. Veikiant išorinei jėgai, šios spyruoklės ilgis tampa 15 cm. Nustatykite elastinės jėgos, kurią daro spyruoklė, suspaustą 15 cm, dydį.
a) 40 N / m
b) 10 N / m
c) 30 N / m
d) 15 N / m
e) 25 N / m
Šablonas: raidė B.
Spyruoklės deformacija matuojama pagal pirminio ilgio ir dydžio skirtumą veikiant išorinei jėgai. Šiuo atveju spyruoklės pailgėjimas yra 5 cm arba 0,05 m. Remdamiesi tuo, atlikime skaičiavimus:
2 klausimas) Suspausta 4 N jėga, spyruoklė keičia savo ilgį 1,6 cm (0,016 m). Šio pavasario elastinė konstanta, N / m, yra apie:
a) 6,4 N / m
b) 500 N / m
c) 250 N / m
d) 256 N / m
e) 12,8 N / m
Šablonas: raidė C.
Atlikime skaičiavimą pagal Huko įstatymą:
3 klausimas Kalbant apie elastinę jėgą, matematiškai apibūdintą Hooke'o dėsniu, pažymėkite alternatyvą TEISINGA:
a) Kuo didesnė spyruoklės elastinė konstanta, tuo mažiau jėgos reikia jos deformacijai.
b) Elastinė jėga yra atvirkščiai proporcinga pavasario pailgėjimui.
c) Spyruoklę veikianti jėga, ją deformuodama, yra lygi spyruoklės sukuriamai elastinei jėgai.
d) elastinė jėga turi didžiausią vertę, kai spyruoklė yra pradinės formos.
e) Spyruoklės konstanta yra skaliarinis dydis, matuojamas niutonais / gramas.
Šablonas: raidė B.
Pažvelkime į alternatyvas:
) netikras: Kiek mažesnis yra elastinga spyruoklės konstanta, tuo mažiau jėgos reikia jos deformacijai.
B) netikras: Elastinė jėga yra tiesiogiai proporcingas pavasario pailgėjimui.
c) Tiesa.
d) netikras: Elastinė jėga turi savo vertę Minimumas kai spyruoklė yra pradinės formos.
ir) netikras: Spyruoklės elastinė konstanta yra skaliarinis dydis, matuojamas niutonais per metro.
Autorius Rafaelis Hellerbrockas
Fizikos mokytoja