Elastična sila in Hookov zakon

Hookeov zakon je zakon fizike, ki določa deformacijo, ki jo podvrže elastično telo s silo.

Teorija trdi, da je raztezanje elastičnega predmeta neposredno sorazmerno s silo, ki mu deluje.

Kot primer si lahko omislimo pomlad. Ko ga razteza, izvaja silo, ki je v nasprotju z izvedenim gibanjem. Torej, večja kot je uporabljena sila, večja bo njena deformacija.

Po drugi strani pa, ko vzmet nima sile, na katero rečemo, rečemo, da je v ravnovesju.

Ali si vedel?

Hookeov zakon je dobil ime po angleškem znanstveniku Robertu Hookeju (1635-1703).

Formula

Formula Hookejevega zakona je izražena na naslednji način:

F = k. tam

od kod,

F: sila, ki deluje na elastično telo
K: elastična konstanta ali konstanta sorazmernosti
tam: neodvisna spremenljivka, to je deformacija

Po mednarodnem sistemu (SI) se sila (F) meri v Newtonih (N), elastična konstanta (K) v Newtonih na meter (N / m) in spremenljivka (Δl) v metrih (m).

Opomba: Spremenjena deformacija Δl = L - L₀, je lahko označena z x. Upoštevajte, da je L končna dolžina vzmeti in L₀, začetna dolžina.

Hookov eksperiment s pravom

Za potrditev Hookejevega zakona lahko izvedemo majhen poskus z vzmetjo, pritrjeno na oporo.

Ko ga potegnemo, lahko vidimo, da je sila, ki jo uporabljamo za raztezanje, sorazmerna s silo, ki jo deluje, vendar v nasprotni smeri.

Z drugimi besedami, deformacija vzmeti se poveča sorazmerno s silo, ki deluje nanjo.

Grafično

Za boljše razumevanje poskusa Hookejevega zakona je narejena tabela. Opazite to Δl ali x ustreza deformaciji vzmeti in Fali P ustreza sili, ki jo uteži delujejo na vzmet.

Če je P = 50N in x = 5 m, imamo:

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

Po beleženju vrednosti narišemo F proti x.

Vaje sprejemnega izpita s povratnimi informacijami

1. (UFSM) Med vajami za moč, ki jih izvaja tekač, se uporablja gumijasti trak, pritrjen na njihov trebuh. Na startu športnik doseže naslednje rezultate:

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

Največja sila, ki jo doseže športnik, če ve, da je elastična konstanta traku 300 N / m in da upošteva Hookejev zakon, je v N:

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

Glejte Odgovor

Alternativa in

2. (UFU-MG) Lokostrelstvo je olimpijski šport od drugih olimpijskih iger v Parizu, leta 1900. Luk je naprava, ki pretvori elastično potencialno energijo, ki se shrani ob napenjanju tetive, v kinetično energijo, ki se prenese na puščico.

V poskusu izmerimo silo F, potrebno za napenjanje premca na določeno razdaljo x, in dobimo naslednje vrednosti:

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

Vrednost in enote elastične konstante loka k so:

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

Glejte Odgovor

Alternativa b

3. (UFRJ-RJ) Sistem, prikazan na sliki (vozički z enako maso, povezani z enakimi vzmetmi), najprej miruje in se lahko premika z zanemarljivim trenjem na vodoravnih tirnicah:

Na prosti konec vzmeti 3 deluje vzporedno s tirnicami in usmerjeno desno. Po prigušenju začetnih nihanj se sklop premakne v blok v desno. V tem primeru, kjer so l1, l2 in l3 ustrezne dolžine vzmeti 1, 2 in 3, označite pravilno alternativo:

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

Glejte Odgovor

Alternativa c

Bi radi vedeli več? Preberite tudi članke:

• Moč
• Elastična trdnost
• Potencialna energija
• Elastična potencialna energija