THE законвкрюк заявляет, что когда пружина деформируется некоторыми сила внешний, силаэластичный восстановительные начинают осуществляться в одно и тоженаправление и в смыслпротивоположный к внешней силе. Эта упругая сила, в свою очередь, является переменной и зависит от величины деформации, которую испытывает пружина.
Посмотритетакже:Уловки с физическими формулами
Закон Гука и сила упругости
Согласно Закон Гука, когда к пружине прикладывается сила, она может деформировать пружину, следовательно, пружина создает силу, противоположную внешней силе, называемую силаэластичный. Эта сила становится больше в зависимости от деформация весны. увидеть формула используется для расчета силаэластичный:
Fон - предел прочности на разрыв (Н)
k - упругая постоянная (Н / м)
x - деформация пружины (м)
В приведенной выше формуле можно наблюдать присутствие сигналотрицательный. Этот знак касается смысл упругой силы, которая всегда противоположна изменению длины пружины (x). Если это изменение положительное, сила отрицательный, то есть имеет смыслпротивоположный.
График закона Гука
Основываясь на приведенной выше формуле, мы можем построить график, который связывает силу упругости с модулем деформации пружины. При этом рисунок будет иметь следующий профиль:
Анализируя приведенный выше график, можно заметить, что при приложении к пружине силы 40 Н ее деформация составляет 0,5 м. Кроме того, сила пружины также имеет модуль упругости 40 Н, согласно Третий закон Ньютона, закон действие а также реакция. Подсчитаем постоянныйэластичный рассматриваемой весны на основе модуля силаэластичный.
Расчет показывает, что постоянныйэластичный этой весной 80 Н / м, но что это значит? Ниже мы приводим краткую тему, посвященную постоянной упругости и ее значению.
Постоянная упругости пружины
THE постоянныйэластичный измеряет жесткость пружины, то есть силу, необходимую для того, чтобы пружина испытывала деформация. Пружины с большими упругими постоянными труднее деформировать, то есть для изменения их длины необходимо прикладывать большее усилие. Постоянная упругости скалярное величие, и его единица измерения в соответствии с Международная система единиц, - Н / м (ньютон на метр).
представьте, что весна он имеет упругую постоянную 800 Н / м. Эту пружину необходимо сжать или растянуть с усилием не менее 800 Н, чтобы ее длина изменилась на 1 м. Таким образом, если бы мы хотели, чтобы длина этой пружины изменялась на 0,5 м, минимальная сила, необходимая для этого, составляла бы 400 Н.
Читайте тоже: Пять советов по решению физических упражнений
Деформация или удлинение пружины
THE деформация или удлинение является мерой изменения длины пружины. В этом смысле его можно рассчитать по разница между длинаФинал это длинаисходный весны. Когда пружина имеет свой первоначальный размер и не подвержена действию деформирующих ее сил, удлинение отсутствует.
x - деформация пружины (м)
LF - конечная длина пружины (м)
L0 - начальная длина пружины (м)
Обратите внимание, что в приведенной выше формуле, если конечная длина пружины (LF) больше начальной длины (L0) деформация будет положительный (х> 0); в противном случае, когда конечная длина пружины меньше начальной длины, деформация будет отрицательный (х <0).
Смотрите также:Семь самых распространенных ошибок, совершаемых при изучении физики
Решенные упражнения по закону Гука
Вопрос 1) Пружина с постоянной упругостью 200 Н / м имеет длину 20 см. Под воздействием внешней силы длина этой пружины становится 15 см. Определите величину упругой силы, прилагаемой пружиной при сжатии на 15 см.
а) 40 Н / м
б) 10 Н / м
в) 30 Н / м
г) 15 Н / м
д) 25 Н / м
Шаблон: буква Б.
Деформация пружины измеряется разницей между ее первоначальной длиной и размером под воздействием внешней силы. В этом случае удлинение пружины составляет 5 см или 0,05 м. Исходя из этого, проведем расчеты:
Вопрос 2) При сжатии силой 4 Н длина пружины изменяется на 1,6 см (0,016 м). Постоянная упругости этой пружины в Н / м составляет примерно:
а) 6,4 Н / м
б) 500 Н / м
в) 250 Н / м
г) 256 Н / м
д) 12,8 Н / м
Шаблон: буква С.
Сделаем расчет по закону Гука:
Вопрос 3) Что касается силы упругости, математически описываемой законом Гука, отметьте альтернативу ВЕРНЫЙ:
а) Чем больше коэффициент упругости пружины, тем меньше усилий требуется для ее деформации.
б) Сила упругости обратно пропорциональна удлинению пружины.
c) Сила, которая действует на пружину, деформируя ее, равна силе упругости, создаваемой пружиной.
г) Сила упругости имеет максимальное значение, когда пружина находится в своей исходной форме.
д) Жесткость пружины - это скалярная величина, измеряемая в ньютонах на грамм.
Шаблон: буква Б.
Давайте посмотрим на альтернативы:
) подделка: Сколько меньше - упругая постоянная пружины, тем меньшее усилие требуется для ее деформации.
Б) подделка: Упругая прочность составляет напрямую пропорционально удлинению пружины.
в) Верно.
г) подделка: Упругая прочность имеет свою ценность. Минимум когда пружина в исходной форме.
а также) подделка: Постоянная упругости пружины - это скалярная величина, измеряемая в ньютонах на метро.
Рафаэль Хеллерброк
Учитель физики
