Hookes lov er en fysikklov som bestemmer deformasjonen som en elastisk kropp gjennomgår gjennom en kraft.
Teorien sier at strekningen til en elastisk gjenstand er direkte proporsjonal med kraften som påføres den.
Som et eksempel kan vi tenke på en vår. Når du strekker den, utøver den en kraft i strid med bevegelsen som utføres. Jo større den påførte kraften er, desto større blir dens deformasjon.
På den annen side, når våren ikke har en kraft som virker på den, sier vi at den er i balanse.
Visste du?
Hookes lov er oppkalt etter den engelske forskeren Robert Hooke (1635-1703).
Formel
Hookes lovformel uttrykkes som følger:
F = k. der
fra hvor,
F: kraft påført den elastiske kroppen
K: elastisk konstant eller proporsjonalitetskonstant
der: uavhengig variabel, det vil si deformasjonen led
I følge International System (SI) måles kraften (F) i Newton (N), den elastiske konstanten (K) i Newton per meter (N / m) og variabelen (Δl) i meter (m).
Merk: Variasjonen i deformasjonen led Δl = L - L0, kan indikeres av x. Merk at L er den endelige lengden på fjæren og L0, den opprinnelige lengden.
Hookes loveksperiment
For å bekrefte Hookes lov kan vi utføre et lite eksperiment med en fjær festet til en støtte.
Når vi trekker den, kan vi se at kraften vi bruker for å strekke den er direkte proporsjonal med kraften den utøver, men i motsatt retning.
Med andre ord øker fjærens deformasjon proporsjonalt med kraften som påføres den.
Grafisk
For å bedre forstå Hookes loveksperiment blir det laget en tabell. Legg merke til det Δl eller x tilsvarer fjærens deformasjon, og Feller P tilsvarer kraften som vektene utøver på fjæren.
Således, hvis P = 50N og x = 5 m, har vi:
| F (N) | 50 | 100 | 150 |
|---|---|---|---|
| x (m) | 5 | 10 | 15 |
Etter å ha notert verdiene, plotter vi F versus x.
Inngangseksamen Øvelser med tilbakemelding
1. (UFSM) Under styrkeøvelser utført av en løper, brukes et gummistrikk festet til underlivet. I starter oppnår utøveren følgende resultater:
| Uke | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Δx (cm) | 20 | 24 | 26 | 27 | 28 |
Den maksimale kraften nådd av utøveren, vel vitende om at den elastiske konstanten til stroppen er 300 N / m og at den overholder Hookes lov, er i N:
a) 23520
b) 17600
c) 1760
d) 840
e) 84
Alternativ og
2. (UFU-MG) Bueskyting har vært en olympisk sport siden det andre OL i Paris, i 1900. Buen er en enhet som konverterer elastisk potensiell energi, lagret når buestrengen er strammet, til kinetisk energi, som overføres til pilen.
I et eksperiment måler vi kraften F som er nødvendig for å stramme baugen til en viss avstand x, og oppnå følgende verdier:
| F (N) | 160 | 320 | 480 |
|---|---|---|---|
| x (cm) | 10 | 20 | 30 |
Verdien og enhetene til buens elastiske konstant, k, er:
a) 16 m / N
b) 1,6 kN / m
c) 35 N / m
d) 5/8 x 10-2 m / N
Alternativ b
3. (UFRJ-RJ) Systemet som er representert i figuren (vogner med samme masse koblet til identiske fjærer) er i utgangspunktet i ro og kan bevege seg med ubetydelig friksjon på horisontale skinner:
En konstant kraft påføres den frie enden av fjæren 3, parallelt med skinnene og orientert mot høyre. Etter at de første svingningene er dempet, beveger enheten seg i en blokk til høyre. I denne situasjonen, der l1, l2 og l3 er de respektive lengdene på fjærene 1, 2 og 3, merker du det riktige alternativet:
a) l1> l2> l3
b) l1 = l2 = l3
c) l1 d) l1 = l2 e) l1 = l2> l3
Alternativ c
Vil du vite mer? Les også artiklene:
- Styrke
- Elastisk styrke
- Potensiell energi
- Elastisk potensiell energi
