THE zákonvháčik uvádza, že keď je pružina niektorými zdeformovaná sila externý, a silaelastické regeneračné sa začína vykonávať v to istésmer a v zmyselopak na vonkajšiu silu. Táto elastická sila je zase premenlivá a závisí od veľkosti deformácie, ktorú pružina utrpí.
Pozritiež:Fyzikálne triky
Hookov zákon a elastická sila
Podľa Hookeov zákon, keď na pružinu pôsobí sila, je schopná pružinu deformovať, následne pružina vytvára silu opačnú k vonkajšej sile, tzv. silaelastické. Táto sila sa zvyšuje podľa deformácia jari. pozri vzorec použité na výpočet silaelastické:
Fon - pevnosť v ťahu (N)
k - elastická konštanta (N / m)
x - deformácia pružiny (m)
Vo vyššie uvedenom vzorci je možné pozorovať prítomnosť a signálnegatívny. Toto označenie sa týka zmysel pružnej sily, ktorá je vždy opačná k zmenám v dĺžke, ktorým pružina trpí (x). Ak je táto variácia pozitívna, sila je negatívny, teda má zmyselopak.
Hookeov zákon
Na základe vyššie uvedeného vzorca môžeme zostaviť graf vzťahujúci sa k elastickej sile k modulu deformácie pružiny. Grafika bude mať nasledujúci profil:
Pri analýze vyššie uvedeného grafu je možné si všimnúť, že keď na pružinu pôsobí sila 40 N, jej deformácia je 0,5 m. Okrem toho má pružinová sila tiež modul 40 N, podľa Tretí Newtonov zákonzákon z akcia a reakcia. Poďme vypočítať konštantnýelastické tejto jari na základe modulu silaelastické.
Výpočet naznačuje, že konštantnýelastické táto jar je 80 N / m, ale čo to znamená? Ďalej prinášame stručnú tému venovanú elastickej konštante a jej významu.
Pružná konštanta pružiny
THE konštantnýelastické meria tuhosť pružiny, to znamená silu, ktorá je potrebná na to, aby pružina trpela a deformácia. Pružiny, ktoré majú veľké elastické konštanty, sa ťažšie deformujú, to znamená, aby sa ich dĺžka líšila, je potrebné vyvinúť väčšiu silu. Elastická konštanta je a skalárna veľkosťa jeho merná jednotka podľa Medzinárodný systém jednotiek, je N / m (newton na meter).
predstavte si, že a jar má elastickú konštantu 800 N / m. Túto pružinu bude potrebné stlačiť alebo natiahnuť silou najmenej 800 N, aby sa jej dĺžka zmenila o 1 m. Ak by sme teda chceli, aby sa táto jar zmenila jej dĺžka o 0,5 m, minimálna sila, ktorá je na to potrebná, by bola 400 N.
Prečítajte si tiež: Päť tipov na riešenie fyzikálnych cvičení
Deformácia alebo predĺženie pružiny
THE deformácia alebo predĺženie je miera zmeny dĺžky pružiny. V tomto zmysle ho možno vypočítať podľa: rozdiel medzi dĺžkaKonečné to je dĺžkapočiatočné jari. Keď je pružina v pôvodnej veľkosti, bez pôsobenia síl, ktoré ju deformujú, nedochádza k predĺženiu.
x - deformácia pružiny (m)
ĽF - konečná dĺžka pružiny (m)
Ľ0 - počiatočná dĺžka pružiny (m)
Upozorňujeme, že vo vyššie uvedenom vzorci, ak je konečná dĺžka pružiny (ĽF) je väčšia ako pôvodná dĺžka (Ľ0), deformácia bude pozitívne (x> 0); inak, keď je konečná dĺžka pružiny menšia ako pôvodná dĺžka, deformácia bude negatívny (x <0).
Pozri tiež:Sedem najčastejších chýb pri štúdiu fyziky
Vyriešené cvičenia k Hookeovmu zákonu
Otázka 1) Pružina s elastickou konštantou rovnou 200 N / m má dĺžku 20 cm. Pri pôsobení vonkajšej sily je dĺžka tejto pružiny 15 cm. Určte veľkosť elastickej sily vyvíjanej pružinou pri stlačení o 15 cm.
a) 40 N / m
b) 10 N / m
c) 30 N / m
d) 15 N / m
e) 25 N / m
Šablóna: písmeno B.
Deformácia pružiny sa meria rozdielom medzi jej pôvodnou dĺžkou a veľkosťou pri pôsobení vonkajšej sily. V tomto prípade je predĺženie pružiny 5 cm alebo 0,05 m. Na základe toho urobme výpočty:
Otázka 2) Pri stlačení silou 4 N pružina zmení svoju dĺžku o 1,6 cm (0,016 m). Elastická konštanta tejto pružiny v N / m je asi:
a) 6,4 N / m
b) 500 N / m
c) 250 N / m
d) 256 N / m
e) 12,8 N / m
Šablóna: písmeno C.
Urobme výpočet podľa Hookeovho zákona:
Otázka 3) Pokiaľ ide o pružnú silu, ktorú matematicky popisuje Hookeov zákon, označte alternatívu SPRÁVNE:
a) Čím väčšia je pružná konštanta pružiny, tým menšia sila je potrebná na jej deformáciu.
b) Pružná sila je nepriamo úmerná predĺženiu pružiny.
c) Sila, ktorá pôsobí na pružinu a deformuje ju, sa rovná elastickej sile generovanej pružinou.
d) Elastická sila má svoju maximálnu hodnotu, keď je pružina v pôvodnom tvare.
e) Jarná konštanta je skalárna veličina meraná v newtonoch na gram.
Šablóna: písmeno B.
Pozrime sa na alternatívy:
) falošný: Koľko menšie je pružná konštanta pružiny, tým menšia je sila potrebná na jej deformáciu.
B) falošný: Elastická pevnosť je priamo úmerné predĺženiu pružiny.
c) Pravda.
d) falošný: Elastická pevnosť má svoju hodnotu Minimálne keď je pružina v pôvodnom tvare.
a) falošný: Elastická konštanta pružiny je skalárna veličina, meraná v newtonoch na metro.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky
