DE wetinhaak stelt dat wanneer een veer wordt vervormd door een kracht extern, een krachtelastisch herstellend begint te worden uitgeoefend in dezelfderichting en in de zintegenover naar externe kracht. Deze elastische kracht is op zijn beurt variabel en hangt af van de grootte van de vervorming die de veer ondervindt.
Kijkenook:Fysische formuletrucs
Wet van Hooke en elastische kracht
Volgens de Hooke's wet, wanneer een kracht op een veer wordt uitgeoefend, kan deze de veer vervormen, bijgevolg produceert de veer een kracht die tegengesteld is aan de externe kracht, genaamd krachtelastisch. Deze kracht wordt groter volgens de vervorming van Lente. zie de formule gebruikt om de te berekenen krachtelastisch:
Fhij – treksterkte (N)
k - elastische constante (N/m)
x - veervervorming (m)
In de bovenstaande formule is het mogelijk om de aanwezigheid van a. waar te nemen signaalnegatief. Dit bord betreft de zin van de elastische kracht, die altijd tegengesteld is aan de lengtevariatie die de veer (x) ondervindt. Als deze variatie positief is, is de kracht
negatief, dat wil zeggen, heeft zintegenover.
Grafiek van de wet van Hooke
Op basis van de bovenstaande formule kunnen we een grafiek maken die de elastische kracht relateert aan de modulus van de vervorming van de veer. Als u dit doet, heeft de afbeelding het volgende profiel:
Als we de bovenstaande grafiek analyseren, is het mogelijk om op te merken dat wanneer een kracht van 40 N op de veer wordt uitgeoefend, de vervorming ervan 0,5 m is. Bovendien heeft de veerkracht ook een modulus van 40 N, volgens De derde wet van Newton, de wet van actie en reactie. Laten we de. berekenen constanteelastisch van dit voorjaar op basis van de module van de of krachtelastisch.
De berekening geeft aan dat de constanteelastisch dit voorjaar is 80 N/m, maar wat betekent dat? Vervolgens brengen we een kort onderwerp gewijd aan de elastische constante en de betekenis ervan.
Veerelastische constante
DE constanteelastisch meet de stijfheid van de veer, dat wil zeggen de kracht die nodig is om de veer te laten lijden vervorming. Veren met grote elastische constanten zijn moeilijker te vervormen, dat wil zeggen, om hun lengte te laten variëren, is het nodig om een grotere kracht uit te oefenen. De elastische constante is a scalaire grootheid, en de maateenheid, volgens de Internationaal systeem van eenheden Unit, is de N/m (newton per meter).
stel je voor dat een voorjaar het heeft een elastische constante van 800 N/m. Deze veer moet worden samengedrukt of uitgerekt met een kracht van ten minste 800 N om de lengte met 1 m te veranderen. Dus als we willen dat de lengte van deze veer met 0,5 m wordt gevarieerd, zou de minimale kracht die daarvoor nodig is 400 N zijn.
Lees ook: Vijf tips voor het oplossen van natuurkunde-oefeningen
Veervervorming of verlenging:
DE vervorming of verlenging: is de maat voor de variatie in de lengte van de veer. In die zin kan het worden berekend door de verschil tussen de lengteLaatste het is de lengteeerste van Lente. Wanneer de veer zijn oorspronkelijke grootte heeft, vrij van de werking van krachten die hem vervormen, is er geen rek.
x - veervervorming (m)
LF – uiteindelijke veerlengte (m)
L0 – initiële veerlengte (m)
Merk op dat, in de bovenstaande formule, als de uiteindelijke lengte van de veer (LF) groter is dan de initiële lengte (L0), zal de vervorming zijn: positief (x > 0); anders, wanneer de uiteindelijke lengte van de veer kleiner is dan de initiële lengte, zal de vervorming zijn: negatief (x<0).
Zie ook:Zeven meest voorkomende fouten bij de studie van natuurkunde
Opgeloste oefeningen over de wet van Hooke
Vraag 1) Een veer met een elastische constante gelijk aan 200 N/m heeft een lengte van 20 cm. Bij blootstelling aan een externe kracht wordt de lengte van deze veer 15 cm. Bepaal de grootte van de elastische kracht die wordt uitgeoefend door de veer bij samendrukking met 15 cm.
a) 40 N/m
b) 10 N/m
c) 30 N/m
d) 15 N/m
e) 25 N/m
Sjabloon: letter B.
De vervorming van de veer wordt gemeten door het verschil tussen de oorspronkelijke lengte en de grootte bij blootstelling aan een externe kracht. In dit geval is de veerrek 5 cm of 0,05 m. Laten we op basis hiervan de berekeningen doen:
Vraag 2) Wanneer de veer wordt samengedrukt met een kracht van 4 N, verandert de lengte met 1,6 cm (0,016 m). De elastische constante van deze veer, in N/m, is ongeveer:
a) 6,4 N/m
b) 500 N/m
c) 250 N/m
d) 256 N/m
e) 12,8 N/m
Sjabloon: letter C.
Laten we de berekening doen volgens de wet van Hooke:
Vraag 3) Met betrekking tot de elastische kracht, wiskundig beschreven door de wet van Hooke, markeer het alternatief: CORRECT:
a) Hoe groter de elastische constante van een veer, hoe minder kracht er nodig is om deze te vervormen.
b) Elastische kracht is omgekeerd evenredig met de rek van de veer.
c) De kracht die op de veer wordt uitgeoefend en deze vervormt, is gelijk aan de elastische kracht die door de veer wordt gegenereerd.
d) De elastische kracht heeft zijn maximale waarde wanneer de veer in zijn oorspronkelijke vorm is.
e) De veerconstante is een scalaire grootheid, gemeten in newton per gram.
Sjabloon: letter B.
Laten we eens kijken naar de alternatieven:
De) nep: Hoe veel kleiner is de elastische constante van een veer, hoe minder kracht er nodig is om deze te vervormen.
B) nep: Elastische sterkte is: direct evenredig met de rek van de veer.
c) Waar.
d) nep: Elastische sterkte heeft zijn waarde Minimum wanneer de veer in zijn oorspronkelijke vorm is.
en) nep: De elastische constante van de veer is een scalaire grootheid, gemeten in newton per metro.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar