likumuiekšāāķis norāda, ka tad, kad atsperi daži deformē spēks ārējs, a spēkselastīgs atjaunojošo līdzekli sāk izmantot tāpatvirzienu un jēgapretēji uz ārēju spēku. Šis elastīgais spēks savukārt ir mainīgs un atkarīgs no deformācijas lieluma, kuru cieš pavasaris.
Skatiesarī:Fizikas formulu triki
Huka likums un elastīgais spēks
Saskaņā ar Huka likums, kad spēks tiek iedarbināts uz atsperi, tas spēj deformēt atsperi, līdz ar to pavasaris rada ārējam spēkam pretēju spēku, ko sauc spēkselastīgs. Šis spēks kļūst lielāks saskaņā ar deformācija gada pavasarī. skatīt formula izmanto, lai aprēķinātu spēkselastīgs:
Fviņš - stiepes izturība (N)
k - elastīgā konstante (N / m)
x - atsperes deformācija (m)
Iepriekšminētajā formulā ir iespējams novērot a klātbūtni signālsnegatīvs. Šī zīme attiecas uz jēga elastīgā spēka, kas vienmēr ir pretējs atsperes (x) cietušajai garuma variācijai. Ja šī variācija ir pozitīva, spēks ir negatīvs, tas ir, ir jēgapretēji.
Huka likuma grafiks
Pamatojoties uz iepriekš minēto formulu, mēs varam izveidot grafiku, kas elastības spēku saistītu ar atsperes deformācijas moduli. To darot, grafikam būs šāds profils:
Analizējot iepriekš minēto grafiku, ir iespējams pamanīt, ka, ja uz atsperi iedarbojas 40 N spēks, tā deformācija ir 0,5 m. Turklāt atsperes spēka modulis ir arī 40 N, saskaņā ar Ņūtona trešais likums, likums darbība un reakcija. Aprēķināsim nemainīgselastīgs gada šī pavasara, pamatojoties uz spēkselastīgs.
Aprēķins norāda, ka nemainīgselastīgs šis pavasaris ir 80 N / m, bet ko tas nozīmē? Tālāk mēs parādīsim īsu tēmu, kas veltīta elastīgajai konstantei un tās nozīmei.
Pavasara elastīgā konstante
nemainīgselastīgs mēra pavasara stingrību, tas ir, spēku, kas nepieciešams, lai pavasaris ciestu a deformācija. Atsperes, kurām ir lielas elastīgās konstantes, ir grūtāk deformēt, tas ir, lai to garums mainītos, jāpieliek lielāks spēks. Elastīgā konstante ir a skalārs diženums, un tā mērvienība saskaņā ar Starptautiskā mērvienību sistēma, ir N / m (ņūtons uz metru).
iedomājieties, ka a pavasaris tā elastīgā konstante ir 800 N / m. Šo pavasari vajadzēs saspiest vai izstiept ar vismaz 800 N spēku, lai tā garums mainītos par 1 m. Tādējādi, ja mēs vēlētos, lai šī pavasara garums mainītos par 0,5 m, minimālais spēks, kas tam nepieciešams, būtu 400 N.
Lasiet arī: Pieci padomi fizikas vingrinājumu risināšanai
Pavasara deformācija vai pagarinājums
deformācija vai pagarinājums ir atsperes garuma variācijas mērs. Šajā ziņā to var aprēķināt pēc atšķirība starp garumsFināls tas ir garumssākotnējais gada pavasarī. Kad atspere ir sākotnējā izmērā, bez spēkiem, kas to deformē, nav pagarinājuma.
x - atsperes deformācija (m)
LF - atsperes gala garums (m)
L0 - sākotnējais atsperes garums (m)
Ņemiet vērā, ka, ja iepriekš minētajā formulā atsperes gala garums (LF) ir lielāks par sākotnējo garumu (L0), deformācija būs pozitīvs (x> 0); pretējā gadījumā, ja atsperes gala garums ir mazāks par sākotnējo, deformācija būs negatīvs (x <0).
Skatīt arī:Septiņas visbiežāk pieļautās kļūdas fizikas pētījumā
Atrisināti vingrinājumi par Huka likumu
Jautājums 1) Atsperes ar elastīgo konstanti, kas vienāda ar 200 N / m, garums ir 20 cm. Ja tiek pakļauts ārējam spēkam, šīs atsperes garums kļūst par 15 cm. Nosakiet elastības spēka lielumu, ko iedarbina atsperes, saspiežot par 15 cm.
a) 40 N / m
b) 10 N / m
c) 30 N / m
d) 15 N / m
e) 25 N / m
Veidne: burts B.
Atsperes deformāciju mēra pēc starpības starp sākotnējo garumu un izmēru, ja to ietekmē ārējs spēks. Šajā gadījumā pavasara pagarinājums ir 5 cm vai 0,05 m. Pamatojoties uz to, veiksim aprēķinus:
2. jautājums) Saspiesta ar 4 N spēku, atspere maina garumu par 1,6 cm (0,016 m). Šī pavasara elastīgā konstante, izteikta N / m, ir aptuveni:
a) 6,4 N / m
b) 500 N / m
c) 250 N / m
d) 256 N / m
e) 12,8 N / m
Veidne: burts C.
Veiksim aprēķinu saskaņā ar Huka likumu:
3. jautājums Attiecībā uz elastības spēku, ko matemātiski raksturo Huka likums, atzīmējiet alternatīvu PAREIZI:
a) Jo lielāka ir atsperes elastīgā konstante, jo mazāks spēks ir vajadzīgs tās deformēšanai.
b) Elastīgais spēks ir apgriezti proporcionāls pavasara pagarinājumam.
c) Spēks, kas tiek iedarbināts uz atsperi, to deformējot, ir vienāds ar atsperes radīto elastīgo spēku.
d) elastīgajam spēkam ir maksimālā vērtība, ja atsperes forma ir sākotnējā.
e) Atsperes konstante ir skalārs lielums, ko mēra ņūtonos uz gramu.
Veidne: burts B.
Apskatīsim alternatīvas:
) viltus: Cik daudz mazāks ir atsperes elastīgā konstante, jo mazāks spēks vajadzīgs, lai to deformētu.
B) viltus: Elastīgā izturība ir tieši proporcionāls pavasara pagarinājumam.
c) Patiesi.
d) viltus: Elastīgajam stiprumam ir sava vērtība Minimālais kad pavasaris ir sākotnējā formā.
un) viltus: Atsperes elastīgā konstante ir skalārais lielums, ko mēra ņūtonos uz vienu metro.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs