Сила упругости в жизни человека сообщение
Обновлено: 18.05.2024
Здравствуйте меня зовут Богдан Голиков Владимирович и сегодня я расскажу про силу Упругости или закон Гука!
Роберт Гук – Английский учёный открывший силу Упругости в 1660 году, тоесть в свои свежие 35 лет. Он был не просто учёным физиком, но и механиком. У него была работа на, которой он работал. Сила упругости – сила возникающия в результате деформации. Роберт Гук родился 18 июля 1635 года и за всю свою жизнь он открыл много интересных вещей, которые обычно не рассказывают на уроке. Его многие считают отцом самой физики. Он сделал более 10 открытий за всю свою жизнь и это реально много по сравнению с другими учёными физиками. Он работал в лондонском королевском обществе. Был очень знатным человеком в то время.
Чтобы рассчитать силу упругости нужно знать формулу , которая выведена лично им!
∆t – длинна упругости
В результате выводиться такая формула
Вот та самая формула, которая выведена Робертом Гуком (учёным) в результате его открытия. Проведём очень простой опыт с пружиной из жизни. Если взять обычную пружину и начать её растягивать, то она станет по размеру больше, но если же пружину перестать растягивать, то она деформируется , тоесть она вернётся в свое первоначальное положение и длина пружины станет такой которой была изначально.
Интересно как это произошло?
Всё дело в силе упругости и нашей с вами физической силы. Так как если мы потянем пружину, то она растянеться и, значит мы применяем свою физическую силу, а когда отпускаем пружина имеет свой вид, который имела изначально. Вот такой простой опыт из нашей с вами жизни. К сожалению если бы он прожил больше чем свои 63 года он открыл бы гораздо больше, чем мы с вами знаем. Он умер 3 марта 1763 года.
Помимо физики у него есть и другие свои достижения и достоинства.
Вывод:
Сегодня мы поговорили о очень интересной теме. Эта тема касается силы упругости и Роберта Гука. Мы узнали формулу упругости и немного биографии этого замечательного учёного физика и механика. Привели интересный пример с пружиной и узнали почему так происходит. На самом деле он сделал более открытий чем нам известно , но мы о них пока не знаем.
Доклад №2
Многим известно, что на каждое тело будет действовать сила тяжести. Например, лежит книга на столе и на нее, конечно, действует эта сила. Но ведь книга спокойно лежит и не проваливается под стол. Даже если мы подвесим книгу на веревки, она так же не упадет и будет спокойно висеть.
А вот если мы поставим пару деревяшек и на них доску, а сверху еще и тяжелый предмет то доска сразу начнет прогибаться, а значит деформироваться. И сразу же возникнет сила упругости. Значит, на гирю будут действовать сразу две силы упругости и тяжести. Именно из-за силы упругости тяжелый предмет не упадет и доска не сломается на две части. Чем тяжелее будет предмет, тем сильнее прогнется доска и будет действовать больше сила упругости.
Если предмет теряет форму, то начинает действовать сила, которая должна восстановить форму. Когда начинается электромагнитное воздействие между молекулами, то начинается сила упругости.
Упругость тела это такая способность тела, при которой оно может изменять свою форму в зависимости от ситуации и внешних факторов.
Деформация это любое изменение формы и размеров тел. Деформация может быть упругой. Это когда тело меняется и возвращается обратно в форму из-за внешнего воздействия. Если после деформации тело не восстанавливается, то это пластичная деформация.
Если взять пружину и сверху положить тяжелую коробку, то пружина будет сжиматься и деформироваться. Но потом пружина остановится на месте и больше не сожмется. И тогда начнет действовать сила упругости. Если на эту же пружину мы положим достаточно легкий предмет, то мы можем даже не заметить деформацию пружины и что она сжалась. Но все равно же деформация будет, и так же будет действовать сила упругости. Сила упругости будет помогать предмету, который находится сверху пружины не упасть. Если мы не видим, что предмет деформировался, то это называется реакция опоры силы.
Сила упругости не может просто так возникнуть. Ведь если будет попытка изменить форму какого-нибудь объекта или объём такого предмета то именно тогда и возникнет сила упругости.
На фоне всего этого был установлен закон Гука. Он звучит так: сила упругости, которая возникает при особых условиях точно пропорционально длине тела, которое деформируется.
7 класс, по физике
Сила упругости
Золотая рыбка это речная и озерная рыбка. Ее назвали золотой, из-за ее специфического окраса тела. Многие и не знают, что золотая рыбка это искусственно созданная популяция рыб.
Эдуард Успенский, которому в будущем суждено было обрести славу известного детского писателя, родился 22 декабря 1937 г. Местом его рождения был город Егорьевск Московской области. Мать была инженером,
Уэллс Герберт – гениальный английский писатель и публицист, которому принадлежит выдающийся место среди не менее талантливых писателей.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
Использование человеком силы упругости Малышкина Александра 7 б класс СОШ №5 Учитель Кузина Н.Г.
Задачи: 1 Выяснить, что такое сила упругости? 2 Рассмотреть разновидности деформаций 3 Познакомиться с законом Гука 4 Ознакомиться, как проявляется действие силы упругости в природе 5 Привести интересные факты Цель: исследовать, как человек использует силу упругости.
Что такое сила упругости? Силой упругости называют такую силу, которая возникает через деформации тела и направленная в сторону, противоположную перемещениям частиц тела при деформации.
Для более наглядного примера, чтобы лучше понять, что такое сила упругости, возьмем яркий пример из повседневной жизни. Представьте, что перед вами обычная бельевая веревка, на которую вы повесили мокрое белье. Если на хорошо натянутую горизонтально веревку мы повесим мокрое белье, то увидим, как под весом вещей эта веревка начинает прогибаться и растягиваться.
Разновидности деформаций Давайте вспомним, что такое деформация? Деформацией называют изменение объема или формы тела под действием внешних сил. А причиной возникновения деформации является то, что различные части тела движутся не одинаково, а по-разному. При одинаковом движении тело постоянно имело бы свою первоначальную форму и размеры, то есть оно бы не деформировалось.
К тому же, деформация делится на два типа. В этом случае деформация может быть упругой или пластической деформацию. Если, к примеру, взять и растянуть пружину, а потом ее отпустить, то после такой деформации пружина восстановит свои прежние размеры и форму. Это и будет примером упругой деформации. То есть, если мы видим, что после прекращения действия на тело деформация полностью исчезает, то такая деформация является упругой.
Сила упругости и закон Гука От величины деформации, которой подвергается какое-либо тело, зависит и величина силы упругости. Следовательно, деформация и сила упругости находятся в тесной взаимосвязи. Если подверглась изменениям одна величина, то значит, появились изменения и в другой.
Чтобы найти соотношение между силой упругости и деформацией упругого тела, нужно воспользоваться формулой, которая была открыта известным английским ученым Робертом Гуком. Ученый установил простую связь между увеличением длины тела и силой упругости, которая была вызвана этим удлинением.
Сила упругости в природе Сила упругости довольно значимую роль играет и в природе. Ведь только благодаря этой силе, ткани растений, животных и человека способны выдерживать огромные нагрузки и при этом не сломаться и не разрушиться.
Все находящиеся на Земле тела способны выдерживать силу атмосферного давления только благодаря силе упругости. Обитатели глубоких водоемов способны выдерживать еще большую нагрузку. Поэтому можно прийти к закономерному выводу, что только благодаря силе упругости, все живые организмы в природе имеют возможность не только переносить механические нагрузки, но и сохранить свою форму в целостности. Сидящие на ветках деревьев стайки птиц, весящие на кустах грозди винограда, огромные шапки снега на еловых лапах – это наглядная демонстрация сил упругости в природе.
Примеры силы упругости, с которыми мы сталкиваемся в нашей жизни, объясняют, как упругий объект обладает силой сопротивления, когда он сжимается или растягивается внешней силой. В статьях обсуждаются такие примеры силы упругости, которые перечислены ниже:
Примеры упругой силы
Группа сопротивления
Вы заметили, что натянутая лента сопротивления растягивается, но не рвется?
Когда мы растягиваем гибкие соединители подобно веревке, веревке, ленте и т. д., натягивая, он развивает силу натяжения на всех из них. Затем сила натяжения передает внешнюю силу натяжения на их концы, что может растянуть мышцы нашего тела. Вот почему эспандеры в основном используются для упражнений на растяжку.
Но в определенной точке растяжения соединители оказывают сопротивление тяговому усилию. Чем больше мы натягиваем или растягиваем ленту, тем большее сопротивление она нам оказывает. Как только мы ослабляем натяжение ремешка, сила натяжения снимается, и ремешок приобретает свою первоначальную форму.
Сила сопротивления соединителей, которая предотвращает его разрыв из-за сопротивления растяжению и помогает соединителям восстановить первоначальную форму после того, как мы устраняем внешнюю силу, называется «сила упругости '.
Примеры упругой силы
- Полоса сопротивления натяжению (кредит: Shutterstock)
Резинка
Благодаря своей эластичности, резинки легко растягиваются при натяжении.
Но заметили ли вы, что полосы могут растягиваться до определенного предела? Это потому, что в этот момент резиновые ленты обладали упругой силой, которая противодействовала внешнему натяжению, сопротивляясь дальнейшему растяжению или изменению формы резины. Чем больше тянущее усилие мы прикладываем к резине, тем больше упругая сила будет возвращаться назад.
Как только мы убрали натяжение резиновых лент, сила упругости исчезла, и резина вернулась к своей первоначальной форме.
Восстанавливающая сила или сила упругости обычно пропорциональна величине растяжения; который Закон Крюка описывает.
Примеры упругой силы
- Тянущая резиновая лента (кредит: Shutterstock)
Эластичный пояс
В наши дни из эластичного пояса можно сшить несколько нарядов для правильной посадки.
Если размер тела человека больше, чем размер его одежды с поясом, он увеличился бы, чтобы человеку было удобно носить эту одежду.
Но когда человек снимает натяжение пояса, снимая одежду, сила упругости восстанавливает размер пояса до его первоначального размера.
Примеры упругой силы
- Пояс для экипировки (кредит: Shutterstock)
Весна Игрушки
Пружина - один из гибких соединителей. Вот почему он также проявляет упругую силу, когда он подвергается деформациям, таким как расширение и сжатие в зависимости от внешней силы.
Благодаря упругой силе пружины она возвращается к исходной форме, как и эластичные материалы. Таким образом, источники имеют большое значение в сфере развлечений. Он широко используется во многих игрушках, таких как игрушечные телефоны, пружинные головки и т. Д.
Пружинный матрас
Помимо развлекательных целей, источники могут использоваться в сфере гостеприимства и в домашнем хозяйстве.
Когда внешняя сила отменяется, пружины могут восстановить свою форму за счет силы упругости. Поэтому в современном мире многие матрасы в роскошных домах производятся с использованием пружины или пены с эффектом памяти, чтобы повысить уровень комфорта.
Примеры упругой силы
- Весна в матрасе (кредит: Shutterstock)
Гитарные струны
Когда мы тянем за гитарные струны, сила натяжения возникает на струнах, привязанных к обеим гитаре, что приводит к смещению струн из их исходного положения, заставляя их вибрировать.
Поскольку струны обладают свойством восстанавливать свою первоначальную форму, они создают упругую силу, противодействующую силе натяжения.
Взаимодействие между действием и силой реакции на гитарных струнах производит звуковую энергию.
Примеры упругой силы
- Струны для гитары (кредит: Shutterstock)
Струна лука
Сила упругости также играет жизненно важную роль в стрельбе из лука, поскольку лук имеет гибкий соединитель, такой как тетива.
Подобно эластичному эластичному материалу, струна может восстанавливать свою форму за счет силы упругости.
Следовательно, когда лучник тянет тетиву лука вместе со стрелой и отпускает ее, тетива прикладывает упругую силу к натяжению и возвращается к своей первоначальной форме. Действие помогает стрелке двигаться вперед, когда она выпущена и попадает в цель.
Примеры упругой силы
- Струны для лука в стрельбе из лука (кредит: Shutterstock)
Спортивные мячи
Во время футбольного матча мы заметили небольшое сжатие футбольного мяча, когда мы ударяем по мячу. Поскольку футбольный мяч изготовлен из эластичного материала, он также может вернуть свою первоначальную форму за счет силы упругости.
Точно так же вы заметите, когда мы ударяем по мячу клюшкой.
Когда вы ударяете резиновым мячом о землю, мы прилагаем внешнюю силу к мячу вниз. Поскольку резиновый мяч эластичен, он отскакивает вверх после удара о землю за счет силы упругости. Чем сильнее мы ударяем по мячу о землю, тем на большей высоте он отскакивает назад.
Примеры упругой силы
- Сжатый мяч для гольфа (кредит: для победы)
Батутный лист
Батут, элемент оборудования, состоящий из прочной ткани, соединенной пружинами, может использоваться для акробатических или гимнастических упражнений.
Тканевое полотно на батуте по своей природе очень эластично. Следовательно, когда кто-либо прыгает на батуте, он оказывает толкающее усилие в направлении вниз.
В ответ на внешнюю силу листы и пружина развивают упругую силу, противодействующую внешней силе. Сила упругости помогает прыгунам отскочить назад, когда полотно батута и тетива восстанавливают свою первоначальную форму.
Примеры упругой силы
- Прыжки на батуте (кредит: Shutterstock)
Шнур для банджи-джампинга
Шнур играет важную роль в таких приключенческих мероприятиях, как банджи-джампинг, поскольку он эластичен и устойчив к растягиванию и изменению своей формы.
Следовательно, когда банджи-джампер прыгает с высоты и достигает поверхности земли, он не ударяется о землю резко. Напротив, упругая сила эластичных шнуров помогает прыгуну отскочить назад непосредственно перед тем, как достичь поверхности земли, чтобы избежать несчастных случаев.
Чем сильнее натянут эластичный шнур, тем большую силу упругости он будет удерживать, чтобы вернуться к своей первоначальной форме, и тем больше будет отскакивающее движение прыгуна при падении.
Примеры упругой силы
- Банджи-джампинг (кредит: Shutterstock)
Корпус
Вы можете спросить, как наше тело проявляет силу упругости?
Когда мы потребляем еще немного еды, наш живот растягивается? Но со временем удлиненное брюшко восстанавливает свою первоначальную форму после переваривания пищи.
Когда мы делаем какие-либо упражнения, мы растягиваем мышцы тела, что со временем приводит к улучшению формы тела.
Это показывает, насколько важна эластичность для нашего тела, чтобы обеспечить гибкость или избежать жесткости.
Примеры упругой силы
- Кузов (кредит: мужское здоровье)
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ (FAQ)
Как эластичный материал проявляет упругую силу?
Ans: Когда мы растягиваем или сжимаем любой эластичный материал путем вытягивания, он проявляет силу упругости следующим образом:
Что больше эластичной резины или стали?
Ответ: Резина обладает большей эластичностью, чем сталь:
Эластичность материала зависит от значения модуля Юнга, который определяет, насколько легко материал может сгибаться или растягиваться. Модуль Юнга материала - это отношение деформации к напряжению.
Когда мы прикладывали одинаковую нагрузку как к резине, так и к стали, это приводило к большей деформации резины по сравнению со сталью. Это означает, что у стали более значительное значение модуля Юнга. Проще говоря, мы можем сказать, что сталь труднее растягивать или гнуть, чем сталь.
Если вы возьмете резиновый шарик и шар из камня и начнете кидать в стену (скучный день выдался, мало ли) — заметите, что они отталкиваются совершенно по-разному. Про силу упругости, которая объясняет этот процесс — в этой статье.
О чем эта статья:
Сила: что это за величина
В повседневной жизни мы часто встречаем, как любое тело деформируется (меняет форму или размер), ускоряется или замедляется, падает. В общем, чего только с разными телами в реальной жизни не происходит. Причиной любого действия или взаимодействия является сила.
Сила — это физическая векторная величина, которая является мерой действия одного тела на другое.
Она измеряется в ньютонах — это единица измерения названа в честь Исаака Ньютона.
Сила — величина векторная. Это значит, что, помимо модуля, у нее есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат действия этой силы.
Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В данном случае результат выражается в направлении движения.
Деформация
Деформация — это изменение формы и размеров тела (или части тела) под действием внешних сил
Происходит деформация из-за различных факторов: при изменении температуры, влажности, фазовых превращениях и других воздействиях, вызывающих изменение положения частиц тела.
На появление того или иного вида деформации большое влияние оказывает характер приложенных к телу сил. Одни процессы деформации связаны с преимущественно перпендикулярно (нормально) приложенной силой, а другие — преимущественно с силой, приложенной по касательной.
По характеру приложенной к телу нагрузки виды деформации подразделяют следующим образом:
Деформация при кручении
Деформация при изгибе
Сила упругости: Закон Гука
Давайте займемся баскетболом. Начнем набивать мяч о пол, он будет чудесно отскакивать. Этот удар можно назвать упругим. Если при ударе деформации не будет совсем, то он будет называться абсолютно упругим.
Если вы перепутали мяч и взяли пластилиновый, он деформируется при ударе и не оттолкнется от пола. Такой удар будет называться абсолютно неупругим.
Деформацию тоже можно назвать упругой (при которой тело стремится вернуть свою форму и размер в изначальное состояние) и неупругой (когда тело не может вернуться в исходное состояние).
При деформации возникает сила упругости— это та сила, которая стремится вернуть тело в исходное состояние, в котором оно было до деформации.
Сила упругости, возникающая при упругой деформации растяжения или сжатия тела, пропорциональна абсолютному значению изменения длины тела. Выражение, описывающее эту закономерность, называется законом Гука.
Какой буквой обозначается сила упругости?
Закон Гука
—сила упругости [Н]
k — коэффициент жесткости [Н/м]
х — изменение длины (деформация) [м]
Изменение длины может обозначаться по-разному в различных источниках.
Варианты обозначений: x, ∆x, ∆l.
Это равноценные обозначения — можно использовать любое удобное.
Задачка
На сколько удлинится рыболовная леска жесткостью 0,3 кН/м при равномерном (без ускорения) поднятии вверх рыбы весом 300 г?
Решение:
Сначала определим силу тяжести. Не забываем массу представить в единицах СИ – килограммах.
m = 300 г = 0,3 кг
Если принять ускорение свободного падения равным 10 м/с*с, то модуль силы тяжести равен :
F = mg = 0,3*10 = 3 Н.
Вспомним закон Гука:
И выразим из него модуль удлинения лески:
Так как одна сила уравновешивает другую, мы можем их приравнять:
Подставим числа, жесткость лески при этом выражаем в ньютонах:
Ответ: удлинение лески равно 1 см.
Параллельное и последовательное соединение пружин
В Законе Гука есть такая величина, как коэффициент жесткости— это характеристика тела, которая показывает его способность сопротивляться деформации. Чем больше коэффициент жесткости, тем больше эта способность, а как следствие из Закона Гука — и сила упругости.
Чаще всего эта характеристика используется для описания жесткости пружины. Но если мы соединим несколько пружин, то их суммарная жесткость нужно будет рассчитать. Разберемся, каким же образом.
Последовательное соединение системы пружин
Последовательное соединение характерно наличием одной точки соединения пружин.
При последовательном соединении общая жесткость системы уменьшается. Формула для расчета коэффициента упругости будет иметь следующий вид:
Коэффициент жесткости при последовательном соединении пружин
k — общая жесткость системы [Н/м]
k1, k2, …, ki — отдельные жесткости каждого элемента [Н/м]
i — общее количество всех пружин, задействованных в системе [-]
Параллельное соединение системы пружин
Последовательное соединение характерно наличием двух точек соединения пружин.
В случае когда пружины соединены параллельно величина общего коэффициента жесткости системы будет увеличиваться. Формула для расчета будет выглядеть так:
Коэффициент жесткости при параллельном соединении пружин
k — общая жесткость системы [Н/м]
k1, k2, …, ki — отдельные жесткости каждого элемента [Н/м]
i — общее количество всех пружин, задействованных в системе [-]
Задачка
Какова жесткость системы из двух пружин, жесткости которых k1 = 100 Н/м, k2 = 200 Н/м, соединенных: а) параллельно; б) последовательно?
Решение:
а) Рассмотрим параллельное соединение пружин.
При параллельном соединении пружин общая жесткость
k = k₁ + k₂ = 100 + 200 = 300 Н/м
б) Рассмотрим последовательное соединение пружин.
При последовательном соединении общая жесткость двух пружин
График зависимости силы упругости от жесткости
Закон Гука можно представить в виде графика. Это график зависимости силы упругости от изменения длины и по нему очень удобно можно рассчитать коэффициент жесткости. Давай рассмотрим на примере задач.
Задачка 1
Определите по графику коэффициент жесткости тела.
Решение:
Из Закона Гука выразим коэффициент жесткости тела:
Снимем значения с графика. Важно выбрать одну точку на графике и записать для нее значения обеих величин.
Например, возьмем вот эту точку.
В ней удлинение равно 2 см, а сила упругости 2 Н.
Переведем сантиметры в метры:
И подставим в формулу:
Ответ:жесткость пружины равна 100 Н/м
Онлайн-уроки физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!
Задачка 2
На рисунке представлены графики зависимости удлинения от модуля приложенной силы для стальной (1) и медной (2) проволок равной длины и диаметра. Сравнить жесткости проволок.
Решение:
Возьмем точки на графиках, у которых будет одинаковая сила, но разное удлинение.
Мы видим, что при одинаковой силе удлинение 2 проволоки (медной) больше, чем 1 (стальной). Если выразить из Закона Гука жесткость, то можно увидеть, что она обратно пропорциональна удлинению.
Читайте также: