НАШИ сила упругости и сила реакция упругих материалов, которая противоположна внешней силе, сжимающей или растягивающей его. Формула силы упругости имеет вид закон Гука, которая связывает силу с деформацией пружины. Таким образом, мы можем найти его значение через произведение деформации на константу упругости материала.
Узнать больше: Сила веса - сила тяжести, создаваемая вторым массивным телом.
Темы в этой статье
- 1 - Резюме о силе упругости
-
2 - Что такое сила упругости?
- Видео Закон Гука
-
3 - Какова формула силы упругости?
- Постоянная упругости
- 4 - Работа силы упругости
- 5 - Как рассчитать силу упругости?
- 6 - Упражнения, решаемые на силу упругости
Резюме прочности на растяжение
Сила упругости определяет деформацию пружины.
Его расчет производится по закону Гука.
Закон Гука гласит, что сила пропорциональна деформации пружины.
Закон Гука впервые появился в виде анаграмма «ceiiinosssttuv», что означает «ut tensio, sic vis» и означает: «Как деформация, так и сила».
Постоянная упругости связана с легкостью или трудностью деформации пружины и определяется размерами и природой эластичного материала.
Работа силы пружины определяется произведением жесткости пружины на квадрат деформации пружины, деленным на два.
Как формула силы упругости, так и ее работа имеют отрицательный знак, который представляет тенденцию силы быть противоположной движению пружины.
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще ;)
Что такое сила упругости?
Сила упругости – это сила, связанная с деформацией пружины или других материалов, такие как каучуки и резиновые ленты. Она действует в направлении, противоположном силе, воспринимаемой телом. То есть, если мы нажмем на пружину, стремясь к ее сжатию, она будет действовать с той же силой, но в противоположном направлении, стремясь к ее разжатию.
Его вычисление производится с использованием закона Гука, сформулированного в 1678 г. Робертом Гуком (1635–1703) в виде анаграммы «ceiiinosssttuv», чтобы сохранить информацию за собой. Только через два года он расшифровал его как «ut tensio, sic vis», что означает «как деформация, так и сила», представляющая отношение пропорциональности, существующее между силой и деформацией.
→ Видео Закон Гука
Какова формула силы упругости?
Формула силы упругости, то есть закон Гука, выражается следующим образом:
\(F_{el}=-\ k\bullet∆x\)
На что:
\(∆x=xf-xi\)
\(Галл}\): сила упругости, то есть сила, действующая на пружину, измеряемая в ньютонах. \([Н]\).
к: жесткость пружины, измеренная в [\(Н/м\)].
\(∆х\): изменение деформации пружины (также называемое удлинением), измеряемое в метрах [\(м\)].
\(х_я\): начальная длина пружины, измеренная в метрах [\(м\)].
\(х_е\): окончательная длина пружины, измеренная в метрах [\(м\)].
Важный: Отрицательный знак в формуле существует потому, что сила стремится противодействовать смещению тела, стремясь к равновесию системы, как на рисунке 2 ниже.
Однако, если \(F_{эл}>0\) за \(х<0\), как и на рисунке 1, происходит сжатие пружины. Уже есть \(F_{el}<0\) за \(х>0\), как на рисунке 3, пружина растянута.
→ Постоянная упругости
Постоянная пружины определяет жесткость пружины, то есть, какое усилие необходимо, чтобы пружина деформировалась. Его стоимость зависит исключительно от природы материала, из которого он был изготовлен, и его размеров. Поэтому, чем больше жесткость пружины, тем труднее ее деформировать.
работа силы упругости
Каждая сила работает. Итак силовая работа эластичность находится по формуле:
\(W_{el}=-\left(\frac{{k\bullet x_f}^2}{2}-\frac{{k\bullet x_i}^2}{2}\right)\)
Предположим, что Икся=0 и звоню Иксф в Икс, у нас есть его самая известная форма:
\(W_{el}=-\frac{{k\bullet x}^2}{2}\)
\(W_{эль}\): работа силы упругости, измеренная в джоулях [Дж].
к: жесткость пружины, измеренная в [Нет/м].
\(х_я\): начальная длина пружины, измеренная в метрах [м].
\(х_е\) или Икс: окончательная длина пружины, измеренная в метрах [м].
Читайте также: Сила растяжения — сила, приложенная к веревкам или проводам.
Как рассчитать силу упругости?
С математической точки зрения сила упругости рассчитывается благодаря своей формуле и всякий раз, когда мы работаем с пружинами. Ниже мы увидим пример того, как рассчитать усилие пружины.
Пример:
Зная, что жесткость пружины равна 350 Н/м, определить усилие, необходимое для деформации пружины на 2,0 см.
Разрешение:
Рассчитаем силу, необходимую для деформации пружины, по закону Гука:
\(F_{el}=k\пуля x\)
Преобразование деформации 2 см в метры и подстановка значения жесткости пружины:
\(F_{el}=350\bullet0.02\)
\(F_{el}=7\ N\)
Упражнения, решаемые на силу упругости
Вопрос 1
При сжатии силой 10 Н пружина меняет свою длину на 5 см (0,05 м). Жесткость этой пружины в Н/м составляет примерно:
А) 6,4 Н/м
Б) 500 Н/м
В) 250 Н/м
Г) 200 Н/м
Д) 12,8 Н/м
Разрешение:
Альтернатива D
Сделаем расчет по закону Гука:
\(F_{el}=k\пуля x\)
\(10=к\пуля0.05\)
\(k=\frac{10}{0,05}\)
\(к=200\ Н/м\)
вопрос 2
Пружина жесткостью 500 Н/м сжимается с усилием 50 Н. Основываясь на этой информации, рассчитайте, какова в сантиметрах деформация пружины из-за приложения этой силы.
А) 100
Б) 15
В)0,1
Г) 1000
Д) 10
Разрешение:
Альтернатива Е
Рассчитаем деформацию пружины по закону Гука:
\(F_{el}=k\пуля x\)
\(50=500\пуля х\)
\(х=\фракция{50}{500}\)
\(х=0,1\ м\)
\(х=10\ см\)
Памелла Рафаэлла Мело
Учитель физики
Хотели бы вы сослаться на этот текст в школьной или академической работе? Смотреть:
МЕЛО, Памелла Рафаэлла. «сила упругости»; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-elastica.htm. По состоянию на 27 апреля 2022 г.
