Физика 7 класс. 26. Сила упругости. Закон Гука
Физика и не только подпишись) Поставь лайк и сохрани в закладки чтобы не потерять!
Конспект: «Сила упругости. Закон Гука»
Введение: Почему тела остаются в покое?
На все тела на Земле действует сила тяжести, но некоторые тела (например, книга на столе, подвешенный груз) не движутся.
Причина покоя: Сила тяжести уравновешивается другой силой — силой упругости, возникающей в опоре или подвесе.
Сила упругости
Определение:
Сила упругости (Fупр
) — сила, возникающая в теле при деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное состояние.
Направление: Противоположно направлению силы, вызывающей деформацию (например, вертикально вверх для гири на доске).
Примеры:
Гиря, прогибающая доску, вызывает силу упругости, равную силе тяжести.
Подвешенное тело растягивает нить — сила упругости в нити уравновешивает силу тяжести.
Условия существования:
Возникает только при деформации.
Исчезает, когда деформация прекращается.
Виды деформаций
Деформация — изменение формы или размеров тела. Основные виды:
Растяжение (например, резиновый шнур под грузом).
Сжатие (сжатая пружина).
Сдвиг (смещение слоёв тела относительно друг друга).
Изгиб (прогиб доски под гирей).
Кручение (скручивание проволоки).
Закон Гука
Автор: Английский учёный Роберт Гук (современник Ньютона).
Суть закона:
Сила упругости (Fупр), возникающая при деформации, прямо пропорциональна удлинению тела (Δl) и зависит от жёсткости материала (k).
Формула:
где:
Δl=l−l0 — удлинение тела (l0 — начальная длина, l — длина после деформации),
k — коэффициент жёсткости (зависит от материала, формы и размеров тела).
Условия применимости:
Закон Гука справедлив только для упругих деформаций — тех, при которых тело восстанавливает форму после прекращения действия силы.
Пример эксперимента:
Резиновый шнур растягивается под действием грузов. Чем больше сила (вес груза), тем больше удлинение (Δl).
При снятии груза шнур возвращается в исходное состояние (упругая деформация).
Жёсткость тела
Жёсткость (k) — характеристика материала и конструкции тела.
От чего зависит:
Материал (например, сталь жёстче резины).
Размеры (длина, площадь сечения).
Форма тела (например, пружина и стержень из одного материала имеют разную жёсткость).
Итоговые выводы
Сила упругости возникает при деформации и направлена против действия внешней силы.
Закон Гука связывает силу упругости с удлинением: Fупр=k⋅Δl.
Закон действует только в пределах упругих деформаций.
Жёсткость тела зависит от его материала, размеров и формы.
Рисунки для запоминания:
Рис. 64 — изгиб доски под гирей.
Рис. 65 — растяжение нити под грузом.
Рис. 66 — эксперимент с резиновым шнуром для демонстрации закона Гука.
Презентация: «Сила упругости. Закон Гука»
Ключевые моменты
- Когда возникает сила упругости?
Сила упругости возникает только при деформации тела (изменении его формы или размеров под действием внешних сил). Она направлена противоположно силе, вызывающей деформацию, и стремится вернуть тело в исходное состояние.
Примеры возникновения:
Гиря прогибает доску — деформация изгиба вызывает силу упругости.
Груз растягивает нить — деформация растяжения создает силу упругости.
Исчезновение: Если деформация прекращается (например, груз снимают), сила упругости тоже исчезает.
- Что называют деформацией тела?
Деформация — это изменение формы или размеров тела под действием внешних сил.
Особенности:
Может быть временной (упругой) или остаточной (пластической).
В законе Гука рассматривается только упругая деформация, при которой тело восстанавливает исходную форму после прекращения действия силы.
- Какие виды деформаций вы знаете?
Основные виды деформаций:
Растяжение — тело удлиняется под действием сил (например, резиновый шнур с грузом).
Сжатие — тело укорачивается (например, сжатая пружина).
Сдвиг — слои тела смещаются параллельно друг другу (например, ножницы режут бумагу).
Изгиб — тело искривляется (например, доска под гирей).
Кручение — тело скручивается вокруг оси (например, проволока, закрученная с двух концов).
- Как формулируется закон Гука?
Формулировка:
Сила упругости, возникающая при деформации, прямо пропорциональна удлинению тела и зависит от его жёсткости.
Математическая запись:
где:
Fупр — сила упругости (в Ньютонах, Н),
k — коэффициент жёсткости (в Н/м),
Δl=l−l0 — удлинение тела (l0 — начальная длина, l — длина после деформации).
Условия применения:
Закон действует только при упругих деформациях (тело возвращается в исходное состояние после снятия нагрузки).
- От чего зависит сила упругости
Сила упругости зависит от двух факторов:
Величины деформации (Δl):
Чем сильнее растянуто или сжато тело, тем больше сила упругости (прямая пропорциональность по закону Гука).
Жёсткости тела (k):
Жёсткость определяется:
Материалом (например, стальная пружина жёстче резиновой).
Размерами (длиной, площадью сечения):
Чем длиннее тело, тем меньше его жёсткость.
Чем больше площадь сечения, тем выше жёсткость.
Формой тела (например, пружина и стержень из одного материала имеют разную k).
Пример:
Резиновый шнур с большей площадью сечения будет жёстче, чем тонкий шнур из того же материала.
Итог:
Сила упругости — это реакция тела на деформацию. Её величина определяется степенью изменения формы (удлинением) и свойствами самого тела (жёсткостью). Закон Гука позволяет количественно описать эту зависимость.
#физика_7_класс
#физика_7_26
#Сила_упругости_Закон_Гука
#физикапрезентация
#перышкин
Использованные источники:
- Физика 7 класс. А.В.Перышкин
- Использование chatdeepseek, chatGPT