Пружна сила та закон Гука

Закон Гука - закон фізики, який визначає деформацію, що зазнає пружне тіло через силу.

Теорія стверджує, що розтягнення пружного предмета прямо пропорційне зусиллю, яке до нього докладається.

Як приклад, можна подумати про джерельце. Розтягуючи його, він надає силу, що суперечить виконуваному рухові. Таким чином, чим більша прикладена сила, тим більшою буде її деформація.

З іншого боку, коли на пружину не діє сила, яка діє на неї, ми говоримо, що вона знаходиться в рівновазі.

Ти знав?

Закон Гука названий на честь англійського вченого Роберта Гука (1635-1703).

Формула

Формула закону Гука виражається наступним чином:

F = k. там

звідки,

F: сила, прикладена до пружного тіла
К: еластична константа або константа пропорційності
там: незалежна змінна, тобто зазнала деформації

Згідно з Міжнародною системою (SI), сила (F) вимірюється в ньютонах (N), постійна пружності (K) в ньютонах на метр (N / m) і змінна (Δl) в метрах (m).

Примітка: Варіація деформації зазнала Δl = L - L₀, може позначатися символом х. Зверніть увагу, що L - остаточна довжина пружини та L₀, початкова довжина.

Закон Гука Експеримент

Для підтвердження закону Гука ми можемо провести невеликий експеримент з пружиною, прикріпленою до опори.

Потягнувши його, ми бачимо, що сила, яку ми застосовуємо для його розтягування, прямо пропорційна силі, яку вона діє, але в зворотному напрямку.

Іншими словами, деформація пружини збільшується пропорційно зусиллю, яке до неї докладається.

Графічний

Для кращого розуміння експерименту із законом Гука складається таблиця. Зверніть увагу на це Δl або x відповідає деформації пружини, а Fабо P відповідає силі, яку ваги діють на пружину.

Отже, якщо P = 50N і x = 5 м, маємо:

F (N)	50	100	150
х (м)	5	10	15

Зазначивши значення, ми будуємо графік F проти x.

Вправи з вступним іспитом із відгуками

1. (UFSM) Під час силових вправ, які виконує бігун, використовується гумка, прикріплена до їх живота. У стартах спортсмен отримує такі результати:

Тиждень	1	2	3	4	5
Δx (см)	20	24	26	27	28

Максимальна сила, досягнута спортсменом, знаючи, що константа пружності ремінця становить 300 Н / м і що вона підпорядковується закону Гука, становить, в Н:

а) 23520
б) 17600
в) 1760 рік
г) 840
д) 84

Див. Відповідь

Альтернатива і

2. (UFU-MG) Стрільба з лука була олімпійським видом спорту з часу другої Олімпіади в Парижі, в 1900 році. Лук - це пристрій, який перетворює еластичну потенційну енергію, накопичену при натягуванні тятиви, у кінетичну енергію, яка передається стрілі.

В експерименті ми вимірюємо силу F, необхідну для натягування лука на певну відстань x, отримуючи такі значення:

F (N)	160	320	480
х (см)	10	20	30

Значення та одиниці виміру пружної константи, k, дуги:

а) 16 м / п
б) 1,6 кН / м
в) 35 Н / м
г) 5/8 х 10^-2 м / п

Див. Відповідь

Альтернатива b

3. (UFRJ-RJ) Система, представлена ​​на малюнку (візки однакової маси, з’єднані з однаковими пружинами), спочатку знаходиться в стані спокою і може рухатися з незначним тертям по горизонтальних рейках:

Постійна сила прикладена до вільного кінця пружини 3, паралельно рейкам і орієнтована праворуч. Після згасання початкових коливань вузол рухається блоком праворуч. У цій ситуації, де l1, l2 і l3 - це відповідні довжини пружин 1, 2 і 3, позначте правильну альтернативу:

а) l1> l2> l3
б) l1 = l2 = l3
в) l1 г) l1 = l2 д) l1 = l2> l3

Див. Відповідь

Альтернатива c

Хочете знати більше? Також прочитайте статті:

• Сила
• Пружна міцність
• Потенційна енергія
• Пружна потенційна енергія