Forța elastică și legea lui Hooke

Legea lui Hooke este o lege a fizicii care determină deformarea suferită de un corp elastic printr-o forță.

Teoria afirmă că întinderea unui obiect elastic este direct proporțională cu forța aplicată acestuia.

De exemplu, ne putem gândi la un izvor. Când îl întinde, exercită o forță contrară mișcării efectuate. Astfel, cu cât forța aplicată este mai mare, cu atât va fi mai mare deformarea ei.

Pe de altă parte, când arcul nu are o forță care acționează asupra lui, spunem că este în echilibru.

Știați?

Legea lui Hooke poartă numele omului de știință englez Robert Hooke (1635-1703).

Formulă

Formula Legii lui Hooke este exprimată după cum urmează:

F = k. Acolo

de unde,

F: forță aplicată corpului elastic
K: constantă elastică sau constantă de proporționalitate
Acolo: variabilă independentă, adică deformarea suferită

Conform Sistemului internațional (SI), forța (F) se măsoară în Newton (N), constanta elastică (K) în Newton pe metru (N / m) și variabila (Δl) în metri (m).

Notă: Variația deformării suferite

Δl = L - L₀, poate fi indicat de X. Rețineți că L este lungimea finală a arcului și L₀, lungimea inițială.

Experimentul legii lui Hooke

Pentru a confirma legea lui Hooke putem efectua un mic experiment cu un arc atașat la un suport.

Când îl tragem, putem vedea că forța pe care o aplicăm pentru ao întinde este direct proporțională cu forța pe care o exercită, dar în direcția opusă.

Cu alte cuvinte, deformarea arcului crește proporțional cu forța aplicată acestuia.

Grafic

Pentru a înțelege mai bine experimentul Legii lui Hooke, se face un tabel. Observa asta Δl sau x corespunde deformării arcului și Fsau P corespunde forței pe care greutățile o exercită asupra arcului.

Astfel, dacă P = 50N și x = 5 m, avem:

F (N)	50	100	150
x (m)	5	10	15

După ce notăm valorile, trasăm F versus x.

Exerciții de examen de admitere cu feedback

1. (UFSM) În timpul exercițiilor de forță efectuate de un alergător, se folosește o bandă de cauciuc atașată la abdomen. La start, atletul obține următoarele rezultate:

Săptămână	1	2	3	4	5
Δx (cm)	20	24	26	27	28

Forța maximă atinsă de sportiv, știind că constanta elastică a curelei este de 300 N / m și că respectă legea lui Hooke, este, în N:

a) 23520
b) 17600
c) 1760
d) 840
e) 84

Vezi Răspuns

Alternativă și

2. (UFU-MG) Tirul cu arcul a fost un sport olimpic de la a doua olimpiadă de la Paris, în 1900. Arcul este un dispozitiv care convertește energia potențială elastică, stocată atunci când coarda de arc este tensionată, în energie cinetică, care este transferată către săgeată.

Într-un experiment, măsurăm forța F necesară pentru a tensiona arcul la o anumită distanță x, obținând următoarele valori:

F (N)	160	320	480
x (cm)	10	20	30

Valoarea și unitățile constantei elastice, k, ale arcului sunt:

a) 16 m / N
b) 1,6 kN / m
c) 35 N / m
d) 5/8 x 10^-2 m / N

Vezi Răspuns

Alternativa b

3. (UFRJ-RJ) Sistemul reprezentat în figură (cărucioare cu aceeași masă conectate la arcuri identice) este inițial în repaus și se poate deplasa cu frecare neglijabilă pe șinele orizontale:

O forță constantă este aplicată la capătul liber al arcului 3, paralel cu șinele și orientat spre dreapta. După ce oscilațiile inițiale au fost amortizate, ansamblul se deplasează într-un bloc spre dreapta. În această situație, în care l1, l2 și l3 sunt lungimile respective ale arcurilor 1, 2 și 3, marcați alternativa corectă:

a) l1> l2> l3
b) l1 = l2 = l3
c) l1 d) l1 = l2 e) l1 = l2> l3

Vezi Răspuns

Alternativa c

Vrei să afli mai multe? Citește și articolele:

• Putere
• Rezistență elastică
• Energie potențială
• Energie potențială elastică