DE lovikrok sier at når en fjær blir deformert av noen styrke ekstern, a styrkeelastisk gjenopprettende begynner å bli utøvd i sammeretning og i følemotsatte til ytre kraft. Denne elastiske kraften er i sin tur variabel og avhenger av størrelsen på deformasjonen som blir utsatt for fjæren.
Seogså:Fysikk formel triks
Hookes lov og elastiske kraft
Ifølge Hookes lov, når en kraft påføres en fjær, er den i stand til å deformere fjæren, følgelig produserer fjæren en kraft motsatt den ytre kraften, kalt styrkeelastisk. Denne styrken blir større i henhold til deformasjon av våren. se formel brukes til å beregne styrkeelastisk:
Fhan Strekkfasthet (N)
k - elastisk konstant (N / m)
x - fjærdeformasjon (m)
I formelen ovenfor er det mulig å observere tilstedeværelsen av a signalnegativ. Dette skiltet gjelder føle av den elastiske kraften, som alltid er motsatt av variasjonen i lengden som fjæren lider (x). Hvis denne variasjonen er positiv, er kraften negativ, altså har følemotsatte.
Hookes lovgraf
Basert på formelen ovenfor kan vi bygge en graf som relaterer den elastiske kraften til fjærens deformasjon. Når du gjør det, vil grafikken ha følgende profil:
Når man analyserer grafen ovenfor, er det mulig å legge merke til at når en kraft på 40 N påføres fjæren, er dens deformasjon 0,5 m. I tillegg har fjærkraften også en modul på 40 N, ifølge Newtons tredje lov, loven om handling og reaksjon. La oss beregne konstantelastisk av våren i spørsmålet basert på modulen til styrkeelastisk.
Beregningen indikerer at konstantelastisk denne våren er 80 N / m, men hva betyr det? Deretter tar vi et kort emne dedikert til den elastiske konstanten og dens betydning.
Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)
Fjærelastisk konstant
DE konstantelastisk måler fjærens stivhet, det vil si kraften som er nødvendig for å få våren til å lide a deformasjon. Fjærer som har store elastiske konstanter er vanskeligere å deformere, det vil si å gjøre en større kraft for å få lengden til å variere. Den elastiske konstanten er a skalar storhet, og dens måleenhet, i henhold til Internasjonalt enhetssystem, er N / m (newton per meter).
forestill deg at en vår den har en elastisk konstant på 800 N / m. Denne våren må komprimeres eller strekkes med en kraft på minst 800 N for at lengden skal endres med 1 m. Således, hvis vi ønsket at våren hadde en lengde på 0,5 m, ville den minste kreft som kreves for å være 400 N.
Les også: Fem tips for å løse fysiske øvelser
Vårdeformasjon eller forlengelse
DE deformasjon eller forlengelse er mål på fjærlengdevariasjonen. I denne forstand kan det beregnes av forskjell mellom lengdeEndelig det er lengdeførste av våren. Når fjæren er i sin opprinnelige størrelse, uten virkning av krefter som deformerer den, er det ingen forlengelse.
x - fjærdeformasjon (m)
LF - endelig fjærlengde (m)
L0 - opprinnelig fjærlengde (m)
Vær oppmerksom på at, i formelen ovenfor, hvis den endelige lengden på våren (LF) er større enn startlengden (L0), vil deformasjonen være positivt (x> 0); Ellers vil deformasjonen være når fjærens endelige lengde er mindre enn den opprinnelige lengden negativ (x <0).
Se også:Syv vanligste feil gjort i studiet av fysikk
Løst øvelser på Hookes lov
Spørsmål 1) En fjær med en elastisk konstant lik 200 N / m har en lengde på 20 cm. Når den utsettes for en ytre kraft, blir lengden på denne våren 15 cm. Bestem størrelsen på den elastiske kraften som fjæren utøver når den komprimeres med 15 cm.
a) 40 N / m
b) 10 N / m
c) 30 N / m
d) 15 N / m
e) 25 N / m
Mal: bokstav B.
Fjærdeformasjon måles ved forskjellen mellom den opprinnelige lengden og størrelsen når den utsettes for en ytre kraft. I dette tilfellet er fjærforlengelsen 5 cm eller 0,05 m. Basert på dette, la oss gjøre beregningene:
Spørsmål 2) Når den blir komprimert med en kraft på 4 N, endrer en fjær lengden med 1,6 cm (0,016 m). Den elastiske konstanten til denne våren, i N / m, handler om:
a) 6,4 N / m
b) 500 N / m
c) 250 N / m
d) 256 N / m
e) 12,8 N / m
Mal: bokstav C.
La oss gjøre beregningen i henhold til Hookes lov:
Spørsmål 3) Når det gjelder elastisk kraft, beskrevet matematisk av Hookes lov, markerer du alternativet RIKTIG:
a) Jo større elastisk konstant en fjær har, desto mindre krefter tar det å deformere den.
b) Elastisk kraft er omvendt proporsjonal med fjærforlengelse.
c) Kraften som utøves på fjæren og deformerer den, er lik den elastiske kraften som genereres av fjæren.
d) Den elastiske kraften har sin maksimale verdi når fjæren er i sin opprinnelige form.
e) Fjærkonstanten er en skalar størrelse, målt i newton per gram.
Mal: bokstav B.
La oss se på alternativene:
De) forfalskning: Hvor mye mindre er den elastiske konstanten til en fjær, jo mindre krefter tar det å deformere den.
B) forfalskning: Elastisk styrke er direkte proporsjonal med vårens forlengelse.
c) Sant.
d) forfalskning: Elastisk styrke har sin verdi Minimum når våren er i sin opprinnelige form.
og) forfalskning: Fjærens elastiske konstant er en skalar størrelse, målt i newton pr T-bane.
Av Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
