Закон Гука

Силы тяготения действуют между телами всегда. Не нужно заботиться о том, чтобы привести эти силы в действие, и никакими ухищрениями их нельзя уточнить.
Силы упругости в этом отношении совершенно не похожи на силы тяготения.
Для того чтобы различные тела или части одного и того же тела взаимодействовали посредством сил упругости, необходимо определенное условие:
- тела должны быть деформированы.
Под деформацией понимают
изменение объема или формы тела.
Деформация

Силы упругости возникают только при деформации тел. А их числовое значение обычно определяется величинами этих деформаций.
Для того чтобы резиновый шнур или пружина действовали с некоторой силой на ваши руки, эти тела нужно предварительно растянуть, то есть деформировать .
Деформация и силы упругости
Почему возникают силы упругости?

Чтобы упругая сетка батута подбросила акробата, ее нужно предварительно прогнуть .Такой прогиб возникает при прыжке на сетку с некоторой высоты.
При исчезновении деформации одновременно исчезают и силы упругости.

Твердые тела сохраняют свой объем и форму, так как при любой попытке их деформировать возникают силы упругости.
Жидкости форму не сохраняют. Вы можете перелить воду из графина в стакан, и это не вызовет появление сил упругости.
Попробуйте сжать жидкость хотя бы внутри велосипедного насоса или просто в бутылке.
Сила упругости не замедлит сказаться.
Точно так же сила упругости появляется при сжатии в насосе воздуха.

Деформация тела возникает лишь в том случае, когда различные части тела совершают различные перемещения. Например, когда вы растягиваете резиновый шнур, различные части шнура перемещаются на различные расстояния.
Итак, силы упругости возникают!
Всегда при попытке изменить объем или форму твердого тела, при изменении объема жидкости, а также при сжатии газа.
Больше всего смещаются края, а середина вообще остается на месте. В результате шнур оказывается деформированным и в нем возникают силы упругости.

Значительный интерес представляет деформация тела, к которому приложена внешняя сила лишь на одном конце.
Такое тело оказывается растянутым неодинаково по длине.
Больше будут растянуты те участки, которые расположены ближе к месту, где приложена внешняя сила
Ведь здесь сила упругости должна сообщить ускорение почти всему телу (масса велика), а сила упругости вблизи противоположного конца сообщает то же самое ускорение лишь малой части тела (масса мала).

В отличие от сил тяготения, действующих между телами всегда,
для возникновения сил упругости необходимо определенное условие:
тела должны быть деформированы.
Точно так же при торможении быстродвижущегося тела с помощью силы, приложенной к одному из участков поверхности тела, возникают деформации и сила упругости.
Так, при падении мяча на пол нижние участки мяча при столкновении с жестким полом резко тормозятся, а верхние в первый момент продолжают по инерции двигаться вперед.
В результате мяч сплющивается и возникают силы упругости, останавливающие весь мяч.
Понятно, что деформация и силы упругости будут большими в нижней части мяча.

Творческое конструкторское задание
для открытого занятия
Указание:
Разработай вариант выполнения следующего лабораторного задания:
Определите жесткость пружины, пользуясь только линейкой.

Закон Гука
По закону Гука абсолютная (упругая) деформация пропорциональна приложенной к телу силе.
Следовательно, и силы упругости пропорциональны абсолютной деформации:
чем больше деформация тела , тем больше силы упругости.

Знак «-» поставлен потому, что сила упругости всегда противоположна по направлению абсолютной деформации.
- удлинение тела (пружины)
- коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью тела (пружины).
Жесткость зависит от размеров стержня и от материала, из которого он изготовлен.Так как
То, жесткость пружины выражается в ньютонах на метр (Н/м).
Удлинение положительно
при растяжении тела (пружины)
и отрицательно при сжатии.
Просмотри
видеосюжет

Закон Гука хорошо выполняется только при малых деформациях.
При больших деформациях изменение длины перестает быть прямо пропорциональным приложенной силе, а при очень больших деформациях тело разрушается.
Сила упругости,
возникающая при деформации тела, пропорциональна его удлинению (абсолютной деформации) и направлена противоположно направлению перемещения частиц тела при деформации.
Закон Гука

Сила реакции опоры
Силу упругости, действующую со стороны опоры , называют силой реакции опоры.
Силы упругости направлены перпендикулярно (нормально) поверхности соприкосновения взаимодействующих тел,
поэтому СИЛА РЕАКЦИИ ОПОРЫ всегда перпендикулярна поверхности опоры.
Сила тяжести
вес тела
сила реакции опоры

Натяжение нити
Силу упругости, действующую на тело со стороны подвеса, называют силой натяжения нити.
Еще раз обратите внимание:
сила упругости направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения тел.
Сила натяжения нити направлена вдоль нити.

На тонкой проволоке подвешен груз массой 10 кг. При этом длина проволоки увеличилась на 0,5 мм. Чему равна жесткость нити?
Пример решения задачи:
Рассмотри решение задачи,
проанализируй и осмысли
Алгоритм решения задач

На сколько удлинится рыболовная леска жесткостью 0,5 кН/м при поднятии вертикально вверх рыбы массой 200 г?
Две пружины разной длины, скрепленные одними концами, растягивают за свободные концы руками. Пружина жесткостью 100 Н/м удлинилась на 5 см. какова жесткость второй пружины, если ее удлинение равно 1 см?
Найти удлинение буксирного троса жесткостью
при буксировке автомобиля массой 2 тонны
с ускорением Трением пренебречь.
СОВЕТЫ по решению задач!
Задание:
Реши любую задачу и пришли решение по электронному адресу:
[email protected]