Elastisk kraft och Hookes lag

Hookes lag är en fysiklag som bestämmer deformationen genom en elastisk kropp genom en kraft.

Teorin säger att sträckan av ett elastiskt objekt är direkt proportionell mot den kraft som appliceras på det.

Som ett exempel kan vi tänka på en fjäder. När den sträcker utövar den en kraft som strider mot den rörelse som utförs. Ju större den applicerade kraften är, desto större blir dess deformation.

Å andra sidan, när fjädern inte har någon kraft som verkar på den, säger vi att den är i balans.

Visste du?

Hookes lag är uppkallad efter den engelska forskaren Robert Hooke (1635-1703).

Formel

Hookes lagformel uttrycks enligt följande:

F = k. där

varifrån,

F: kraft som appliceras på den elastiska kroppen
K: elastisk konstant eller proportionalitetskonstant
där: oberoende variabel, det vill säga deformationen lidit

Enligt International System (SI) mäts kraften (F) i Newton (N), den elastiska konstanten (K) i Newton per meter (N / m) och variabeln (Al) i meter (m).

Notera: Variationen i deformationen drabbades

Al = L - L₀, kan anges med x. Observera att L är fjäderns slutliga längd och L₀, den ursprungliga längden.

Hookes lagsexperiment

För att bekräfta Hookes lag kan vi utföra ett litet experiment med en fjäder fäst vid ett stöd.

När vi drar i den kan vi se att den kraft vi applicerar för att sträcka den är direkt proportionell mot den kraft den utövar, men i motsatt riktning.

Med andra ord ökar fjäderns deformation i proportion till den kraft som appliceras på den.

Grafisk

För att bättre förstå Hookes lagsexperiment görs en tabell. Lägg märke till att Al eller x motsvarar fjäderns deformation och Feller P motsvarar den kraft som vikterna utövar på fjädern.

Således, om P = 50N och x = 5 m, har vi:

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

Efter att ha noterat värdena plottar vi F kontra x.

Entréexamensövningar med feedback

1. (UFSM) Under styrkaövningar som utförs av en löpare används ett gummiband fäst vid buken. I start får idrottaren följande resultat:

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

Den maximala kraft som idrottaren uppnår, med vetskap om att bandets elastiska konstant är 300 N / m och att den följer Hookes lag, är i N:

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

Se Svar

Alternativ och

2. (UFU-MG) Bågskytte har varit en olympisk sport sedan de andra OS i Paris, 1900. Bågen är en anordning som omvandlar elastisk potentiell energi, lagrad när bågsträngen spänns, till kinetisk energi, som överförs till pilen.

I ett experiment mäter vi den kraft F som är nödvändig för att spänna bågen till ett visst avstånd x, med följande värden:

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

Värdet och enheterna för bågens elastiska konstant, k, är:

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

Se Svar

Alternativ b

3. (UFRJ-RJ) Systemet som visas i figuren (vagnar av samma massa kopplade till identiska fjädrar) är ursprungligen i vila och kan röra sig med försumbar friktion på horisontella skenor:

En konstant kraft appliceras på den fria änden av fjädern 3, parallellt med skenorna och orienterad åt höger. Efter att de första svängningarna har dämpats rör sig enheten i ett block till höger. I denna situation, där l1, l2 och l3 är respektive fjädrar 1, 2 och 3, markerar du rätt alternativ:

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

Se Svar

Alternativ c

Vill veta mer? Läs också artiklarna:

• Styrka
• Elastisk styrka
• Potentiell energi
• Elastisk potentiell energi