Закон Гука

Як пов’язана сила пружності з деформацією? Розтягуючи пружину, можна помітити, що чим деформація пружини, тим більше сила пружності. Це – спостереження.

Воно показує, що за величиною деформації можна судити про силу пружності, тобто деформація може бути мірою сили. Щоб знайти співвідношення між деформацією пружини і силою пружності, треба поставити досвід.

поставимо досвід

Виміряємо подовження пружини, коли до неї підвішена одна гирька (рис. 16.1, а). Обумовлена цієї деформацією пружини сила пружності врівноважує силу тяжіння, що діє на одну гирку.

Підвісимо до пружини другу таку ж гирку (рис. 16.1, б). Тепер обумовлена деформацією сила пружності врівноважує силу тяжіння, що діє на дві гирьки. Ми помітимо, що і подовження пружини теж стало в два рази більше.

Таким чином, можна припустити, що (модуль сили пружності прямо пропорційний подовженню пружини.

Подовженням пружини називають різницю між довжиною розтягнутої пружини і довжиною недеформованою пружини.

Підвішуючи до пружини нові гирьки, ми переконаємося, що досвід підтверджує це припущення (рис. 16.1, в).

Закон Гука. Позначимо подовження пружини х. Оскільки модуль сили пружності F пропорційний подовженню пружини, то можна записати:

Fпр = kx

Коефіцієнт пропорційності k називають жорсткістю пружини. Його значення залежить від матеріалу, форми і розмірів пружини. Одиницею жорсткості є 1 Н / м.

Жорсткість пружини дорівнює 1 Н / м. Яка сила пружності при подовженні пружини на 1 см?

Співвідношення між силою пружності і подовженням пружини встановив на досвіді англійський фізик Роберт Гук. Тому це співвідношення називають законом Гука.

Знаючи жорсткість пружини, можна за допомогою цієї пружини вимірювати силу. А щоб виміряти жорсткість пружини, треба виміряти силу пружності, що виникає при заданому подовженні цієї пружини.

Посилання на основну публікацію