Sila_uprugosti_dlya_izuchenia

Fупр
mg
Сила упругости – сила, возникающая при деформации тела и направленная противоположно направлению смещения частиц при деформации

Условия возникновения силы упругости - деформация
Под деформацией понимают изменение объема или формы тела под действием внешних сил

Причины деформации
При изменении расстояния между атомами изменяются силы взаимодействия между ними, которые стремятся вернуть тело в исходное состояния. Поэтому силы упругости имеют электромагнитную природу.

Виды деформаций

Основные типы упругой деформации

Основные типы упругой деформации

Основные типы упругой деформации

Основные типы упругой деформации

От чего зависит сила упругости?
абсолютное растяжение или сжатие тела Δ l > 0, если растяжение Δ l < 0, если сжатие [ Δ l ] = м
х

Сила упругости прямо пропорциональна абсолютному удлинению (растяжению) тела

Формула закона Гука
( в проекции на ось Х)
Δ l - удлинение тела,
k – коэффициент жесткости [k] = Н/м
F = - k Δ l

Что называется жесткостью тела?
Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела, а также от материала. Он численно равен силе упругости при растяжении тела на 1 м.
При действии одной и той же силы на разные пружины они имеют разное абсолютное удлинение (сжатие), т.к. жесткость первой пружины больше жесткости второй (к1 > к2)

Графическое представление закона Гука
tgα = к =Fупр /Δl

Определите жесткость пружины
к = 20 Н/ 0,04 м = 500 Н/ м

Закон Гука для малых упругих деформаций
Сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна его удлинению (сжатию) и направлена противоположно перемещению частиц тела при деформации

Закон Гука при изгибе
Закон Гука можно обобщить и на случай более сложной деформации, например, деформации изгиба:
сила упругости прямо пропорциональна прогибу стержня, концы которого лежат на двух опорах

Расчет коэффициента жесткости двух пружин (параллельное соединение)
Имеем две пружины с коэффициентами жесткости к1 и к2.
Рассчитаем коэффициент жесткости пружины, которая может заменить эти две пружины, если они соединены параллельно.
Представим, что мы потянули за концы этих пружин:
каждая из них удлинилась на х.
в каждой из них возникнут силы упругости к1х и к2х, которые приложены в одной точке,
Поэтому мы можем заменить эти две пружины на одну, которая растянута на х и создает силу (к1+к2)х, следовательно, Fобщ=(к1+к2)х=кобщх.
Отсюда получаем, что кобщ=к1+к2
x
Fобщ = (k1 + k2)x
x
x
Fупр = k1x
Fупр = k2x

Расчет коэффициента жесткости двух пружин (последовательное соединение)
Имеем две пружины с коэффициентами жесткости к1 и к2.
Рассчитаем коэффициент жесткости пружины, которая может заменить эти две пружины, если они соединены последовательно.
Представим, что мы потянули за концы этих пружин:
каждая из них удлинилась на х1 и х2, соответственно.
Общее удлинение (деформация) будет равна х= х1+х2
Поэтому мы можем заменить эти две пружины на одну, которая растянута на х и создает силу F=kобщx= k1х1=k2х2 , следовательно, общее удлинение пружины
x1
x2
Fупр = k1x1
Fупр = k2x2
x = x1 + x2
F = к1х1= к2х1
Они равны между собой по 3 закону Ньютону, так как они с этими силами пружины действуют друг на друга в точке соединения.

Примеры сил упругости
Сила натяжения приложена в точке контакта
Сила упругости, которая возникает при натяжении подвеса (нити) называется силой натяжения нити и направлена вдоль нити (троса и т. п.)

Примеры сил упругости
Сила упругости, которая возникает при действии опоры на тело, называется силой реакции опоры и направлена перпендикулярно поверхности соприкосновения тел

Когда справедлив закон Гука?