Информационный баннер
Физика для "чайников"
Задачи на тему «Сила упругости. Закон Гука» с решениями
Иван
Иван
28 Май 2019
39 169
Время чтения: 8 минут
Доверь свою работу кандидату наук!
Примеры работ
Узнать стоимость
Содержание
Сила упругости и закон Гука: определения
Вопросы на силу упругости и закон Гука
Задачи на силу упругости и закон Гука с решениями
Задача №1. Расчет силы упругости
Задача №2. Нахождение жесткости пружины
Задача №3. Нахождение ускорения тела
Задача №4. Нахождение жесткости пружины по графику
Задача №5. Определение энергии деформации
Можно не знать закон Ома и сидеть дома. Но если не знаешь закон Гука – лучше тоже не выходить. Особенно, если идешь на экзамен по физике.
Здесь устраняем пробелы в знаниях и разбираемся, как решать задачи на силу упругости и применение закона Гука. А за полезной рассылкой для студентов добро на наш телеграм-канал.
Сила упругости и закон Гука: определения
Сила упругости – сила, препятствующая деформациям и стремящаяся восстановить первоначальные форму и размеры тела.
Примеры действия силы упругости:
пружины сжимаются и разжимаются в матрасе;
мокрое белье колышется на натянутой веревке;
лучник натягивает тетиву, чтобы выпустить стрелу.
Простейшие деформации – деформации растяжения и сжатия.
Закон Гука:
Деформация, возникающая в упругом теле под действием внешней силы, пропорциональна величине этой силы.
Коэффициент k – жесткость материала.
Есть и другая формулировка закона Гука. Введем понятие относительной деформации «эпсилон» и напряжения материала «сигма»:
S – площадь поперечного сечения деформируемого тела. Тогда закон Гука запишется так: относительная деформация пропорциональна напряжению.
Здесь Е – модуль Юнга, зависящий от свойств материала.
Закон Гука был экспериментально открыт в 1660 году англичанином Робертом Гуком.
Вопросы на силу упругости и закон Гука
Вопрос 1. Какие бывают деформации?
ответ. Помимо простейших деформаций растяжения и сжатия, бывают сложные деформации кручения и изгиба. Также разделяют обратимые и необратимые деформации.
Вопрос 2. В каких случаях закон Гука справедлив для упругих стержней?
ответ. Для упругих стержней (в отличие от эластичных тел) закон Гука можно применять при малых деформациях, когда величина эпсилон не превышает 1%. При больших деформациях возникают явления текучести и необратимого разрушения материала.
Вопрос 3. Как направлена сила упругости?
ответ. Сила упругости направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации.
Вопрос 4. Какую природу имеет сила упругости?
ответ. Сила упругости, как и сила трения – электромагнитная сила. Она возникает вследствие взаимодействия между частицами деформируемого тела.
Вопрос 5. От чего зависит коэффициент жесткости k? Модуль Юнга E?
ответ. Коэффициент жесткости зависит от материала тела, а также его формы и размеров. Модуль Юнга зависит только от свойств материала тела.
Задачи на силу упругости и закон Гука с решениями
Кстати! Для наших читателей действует скидка 10% на любой вид работы.
Задача №1. Расчет силы упругости
Условие
Один конец проволоки жестко закреплен. С какой силой нужно тянуть за второй конец, чтобы растянуть проволоку на 5 мм? Жесткость проволоки известна и равна 2*10^6 Н/м2.
Решение
Запишем закон Гука:
По третьему закону Ньютона:
ответ: 10 кН.
Чтобы найти количество теплоты, требующееся для нагрева воды на определённую температуру, нужно воспользоваться формулой: Q=cm(t2-t1)
где Q - количество теплоты, c - удельная теплоемкость воды, m - масса воды, t2 - конечная температура(температура до которой нам нужно нагреть или охладить воду. То, к чему мы стремимся), t1 - начальная температура.
Воду нужно довести до кипения, значит t2=100 градусов.
Теперь просто подставляем все данные из условия в формулу: Q=4200*8*(100-25)=2520000 Дж.
ответ: 2,52 МДж
Удачи)