Сила упругости. Закон Гука. Сила трения.

Сила упругости. Закон Гука. Сила трения.

План

1. Понятие силы упругости. Виды деформаций.

2. Закон Гука.

3. Сила трения, ее виды. Причины возникновения силы трения.

1.Известно, что на все тела, находящиеся на Земле, действует сила тяжести. Тела, лежащие на опоре или подвешенные на нити покоятся, т.к. сила тяжести уравновешивается какой-то другой силой. Что же это за сила, и как она возникает? При этом возникает сила, с которой доска (опора) действует на тело, расположенное на ней. Можно сделать вывод о том, что на тела, кроме силы тяжести, направленной вертикально вниз, действует ещё другая сила. Эта сила направлена вертикально вверх. Она и уравновесила силу тяжести.

При деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Эта сила возникает вследствие электромагнитного взаимодействия между атомами и молекулами вещества. Ее называют силой упругости.

Определение: Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется силой упругости.

Помним: Сила упругости возникает только при деформации тел. Если исчезает деформация тела, то исчезает и сила упругости.

Деформации бывают разных видов: растяжения, сжатия, сдвига, изгиба и кручения.

Простейшим видом деформации являются деформации растяжения и сжатия

Деформация растяжения (x >0) и сжатия (x < 0).

2.Закон Гука - основной закон теории упругости. Он был открыт английским ученым Робертом Гуком в 1660 году, когда ему было 25 лет.

Закон Гука гласит:

Сила упругости, возникающая при упругой деформации растяжения или сжатия тела, пропорциональна абсолютному значению изменения длины тела.

При малых деформациях (|x| << l) сила упругости пропорциональна деформации тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации/ Если удлинение тела обозначить через х, а силу упругости через Fупр, то закон Гука можно записать в виде следующей математической формулы:

F_x = F_упр = –kx.

где k — коэффициент пропорциональности, называемый жесткостью тела. Знак минус перед правой частью уравнения указывает на противоположные направления силы упругости и удлинения. Единицей жесткости в СИ является ньютон на метр (1 Н/м).

В физике закон Гука для деформации растяжения или сжатия принято записывать в другой форме. Отношение ε = x / l называется относительной деформацией, а отношение σ = F/ S = –F_упр / S, где S – площадь поперечного сечения деформированного тела, называется напряжением. Тогда закон Гука можно сформулировать так: относительная деформация ε пропорциональна напряжению σ:

12 3 Следующая ⇒