Сили пружності. Закон Гука
Деформація тіла називається пружною, якщо після зняття навантаження повністю відновлюються розміри й форма тіла. Деформація тіла називається пластичною, якщо після зняття навантаження розміри й форма тіла не відновлюються. До навантаження після навантаження До навантаження після навантаження
Сили пружності виникають при деформації тіла, тобто при зміні його форми. Причиною виникнення сил пружності у тілі є взаємодія його молекул, які розташовані на певній відстані одна від одної.
Співвідношення між силою пружності й видовженням пружини вперше було встановлено англійським фізиком Робертом Гуком. Тому його називають законом Гука: Модуль сили пружності F пр прямо пропорційний видовженню тіла x: Коефіцієнт пропорційності k - жорсткість тіла. Він чисельно дорівнює силі, яку необхідно прикласти для того, щоб розтягти тіло на одиницю довжини. Одиницею виміру жорсткості в СІ є Н/м.
Силу пружності часто використовують для вимірювання сил. Прилад для вимірювання сили називають динамометром. При градуюванні пружинного динамометра використовується закон Гука. За допомогою динамометра можна порівнювати сили за модулем, а також визначати напрямок дії сили.
Питання
1. Сила F 1 = 40 H розтягує пружину на x1 = 8cм. Яка сила розтягне пружину ще на Δx = 6cм? Задачі
Розв язок При розтяганні пружини виникає сила пружності, що дорівнює прикладеній до неї силі F = F пр. Оскільки деформація пружна, то скористаємося законом Гука: Для двох описаних у завданні випадків можна записати: і. Звідси: Деформація під час дії сили F 2 дорівнює. Тоді Перевіряємо одиниці величин: Обчислюємо шукану силу:
2. Під дією якої сили пружина жорсткістю 1500 Н/м укоротилася на 5 см? 3. До пружини довжиною 8 см підвісили вантаж масою 100 г. Довжина пружини стала 12 см. Якої маси вантаж необхідно підвісити до пружини, щоб її довжина стала 9 см?
Поміркуй 1. Чи завжди при збільшенні сили, що розтягує пружину, у стільки ж разів збільшується її деформація? 2. На столі лежить куля. Зобразіть графічно силу пружності, що діє на кулю. До чого прикладена сила пружності? Яка причина виникнення сил пружності?
Домашнє завдання 1. § Зб-2: рів1 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, рів2 11.6, 11.7, 11.8, 11.10, рів , 11.13, 11.14, 11.15,