THE legeîncârlig afirmă că atunci când un arc este deformat de unii putere extern, a putereelastic restaurativ începe să fie exercitat în la feldirecţie și în sensopus la forța externă. La rândul său, această forță elastică este variabilă și depinde de mărimea deformării suferite de arc.
Uitede asemenea:Trucuri de formulă fizică
Legea lui Hooke și forța elastică
In conformitate cu Legea lui Hooke, atunci când o forță este aplicată pe un arc, este capabilă să deformeze arcul, în consecință, arcul produce o forță opusă forței externe, numită putereelastic. Această forță devine mai mare în funcție de deformare de primavara. vezi formulă folosit pentru a calcula putereelastic:
Fel - rezistența la tracțiune (N)
k - constantă elastică (N / m)
x - deformarea arcului (m)
În formula de mai sus, este posibil să se observe prezența unui semnalnegativ. Acest semn se referă la sens a forței elastice, care este întotdeauna opusă variației de lungime suferită de arc (x). Dacă această variație este pozitivă, forța este negativ, adică are sensopus.
Hooke's Law Graph
Pe baza formulei de mai sus, putem construi un grafic care să coreleze forța elastică cu modulul de deformare al arcului. Când faceți acest lucru, imaginea va avea următorul profil:
Analizând graficul de mai sus, este posibil să observăm că atunci când se aplică o forță de 40 N la arc, deformarea sa este de 0,5 m. În plus, forța arcului are, de asemenea, un modul de 40 N, conform A treia lege a lui Newton, legea acțiune și reacţie. Să calculăm constantelastic din această primăvară în cauză pe baza modulului putereelastic.
Calculul indică faptul că constantelastic primăvara asta este de 80 N / m, dar ce înseamnă asta? Mai jos, aducem un scurt subiect dedicat constantei elastice și semnificației acesteia.
Constanta elastică a arcului
THE constantelastic măsoară rigiditatea arcului, adică forța necesară pentru a face arcul să sufere a deformare. Arcurile care au constante elastice mari sunt mai greu de deformat, adică pentru a face ca lungimea lor să varieze, este necesar să se aplice o forță mai mare. Constanta elastică este a măreția scalară, și unitatea sa de măsură, conform Sistemul internațional de unități, este N / m (newton pe metru).
imaginați-vă că a arc are o constantă elastică de 800 N / m. Acest arc trebuie să fie comprimat sau întins cu o forță de cel puțin 800 N pentru ca lungimea acestuia să se schimbe cu 1 m. Astfel, dacă am dori ca această primăvară să aibă o lungime variată cu 0,5 m, forța minimă necesară pentru aceasta ar fi de 400 N.
Citește și: Cinci sfaturi pentru rezolvarea exercițiilor fizice
Deformarea sau alungirea arcului
THE deformare sau alungire este măsura variației lungimii arcului. În acest sens, poate fi calculat prin diferență între lungimeFinal este lungimeiniţială de primavara. Când arcul are dimensiunea inițială, liber de acțiunea forțelor care îl deformează, nu există alungire.
x - deformarea arcului (m)
LF - lungimea finală a arcului (m)
L0 - lungimea inițială a arcului (m)
Rețineți că, în formula de mai sus, dacă lungimea finală a arcului (LF) este mai mare decât lungimea inițială (L0), deformarea va fi pozitiv (x> 0); în caz contrar, când lungimea finală a arcului este mai mică decât lungimea inițială, deformarea va fi negativ (x <0).
Vezi și:Cele mai frecvente șapte greșeli făcute în studiul fizicii
Exerciții rezolvate despre legea lui Hooke
Intrebarea 1) Un arc cu o constantă elastică egală cu 200 N / m are o lungime de 20 cm. Când este supus unei forțe externe, lungimea acestui arc devine 15 cm. Determinați magnitudinea forței elastice exercitate de arc atunci când este comprimat cu 15 cm.
a) 40 N / m
b) 10 N / m
c) 30 N / m
d) 15 N / m
e) 25 N / m
Șablon: litera B.
Deformarea arcului se măsoară prin diferența dintre lungimea inițială și dimensiunea sa când este supusă unei forțe externe. În acest caz, alungirea arcului este de 5 cm sau 0,05 m. Pe baza acestui fapt, să facem calculele:
Intrebarea 2) Când este comprimat cu o forță de 4 N, un arc își schimbă lungimea cu 1,6 cm (0,016 m). Constanta elastică a acestui arc, în N / m, este de aproximativ:
a) 6,4 N / m
b) 500 N / m
c) 250 N / m
d) 256 N / m
e) 12,8 N / m
Șablon: litera C.
Să facem calculul conform legii lui Hooke:
Întrebarea 3) În ceea ce privește forța elastică, descrisă matematic prin legea lui Hooke, marcați alternativa CORECT:
a) Cu cât este mai mare constanta elastică a unui arc, cu atât este mai mică forța necesară pentru deformarea acestuia.
b) Forța elastică este invers proporțională cu alungirea arcului.
c) Forța care se exercită asupra arcului, deformându-l, este egală cu forța elastică generată de arc.
d) Forța elastică are valoarea maximă atunci când arcul este în forma sa originală.
e) Constanta arcului este o cantitate scalară, măsurată în newtoni pe gram.
Șablon: litera B.
Să analizăm alternativele:
) fals: Cât costă mai mica este constanta elastică a unui arc, cu atât este nevoie de mai puțină forță pentru a-l deforma.
B) fals: Puterea elastică este direct proporțional cu alungirea arcului.
c) Adevărat.
d) fals: Rezistența elastică are valoarea sa Minim când izvorul este în forma sa originală.
și) fals: Constanta elastică a arcului este o cantitate scalară, măsurată în newtoni per metrou.
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
