Wie wird die elastische Kraft gemessen? Wie entsteht elastische Kraft? Parallelschaltung des Federsystems

Hängen Sie die Feder ein (Abb. 1, a) und ziehen Sie sie nach unten. Die gedehnte Feder wirkt mit etwas Kraft auf die Hand (Abb. 1, b). Das ist die elastische Kraft.

Reis. 1. Experimentieren Sie mit einer Feder: a – die Feder ist nicht gedehnt; b - Eine verlängerte Feder wirkt mit einer nach oben gerichteten Kraft auf die Hand

Was verursacht elastische Kraft? Es ist leicht zu erkennen, dass die elastische Kraft nur dann auf die Seite der Feder wirkt, wenn diese gedehnt oder gestaucht wird, also ihre Form verändert wird. Eine Veränderung der Körperform wird als Deformation bezeichnet.

Die elastische Kraft entsteht durch die Verformung des Körpers.

In einem deformierten Körper ändern sich die Abstände zwischen den Teilchen geringfügig: Wird der Körper gedehnt, vergrößern sich die Abstände, wird er gestaucht, verringern sie sich. Durch die Wechselwirkung der Teilchen entsteht eine elastische Kraft. Es ist immer so ausgerichtet, dass die Körperverformung reduziert wird.

Ist eine Körperverformung immer spürbar? Die Verformung der Feder ist leicht zu erkennen. Kann es beispielsweise passieren, dass sich ein Tisch unter einem darauf liegenden Buch verformt? Es scheint, dass dies der Fall sein sollte: Andernfalls würde von der Seite des Tisches keine Kraft ausgehen, die verhindert, dass das Buch durch den Tisch fällt. Für das Auge ist die Verformung des Tisches jedoch nicht wahrnehmbar. Das bedeutet jedoch nicht, dass es sie nicht gibt!

Lassen Sie uns Erfahrung sammeln

Stellen wir zwei Spiegel auf den Tisch und richten wir einen schmalen Lichtstrahl auf einen davon, sodass nach der Reflexion an den beiden Spiegeln ein kleiner Lichtfleck an der Wand erscheint (Abb. 2). Wenn Sie einen der Spiegel mit der Hand berühren, bewegt sich der Hase an der Wand, da seine Position sehr empfindlich von der Position der Spiegel abhängt – das ist der „Spitze“ des Erlebnisses.

Nun legen wir ein Buch in die Mitte des Tisches. Wir werden sehen, dass sich der Hase an der Wand sofort bewegt hat. Das bedeutet, dass sich der Tisch unter dem darauf liegenden Buch tatsächlich leicht verbogen hat.

Reis. 2. Dieses Experiment beweist, dass sich der Tisch unter dem darauf liegenden Buch leicht durchbiegt. Aufgrund dieser Verformung entsteht die elastische Kraft, die das Buch stützt.

An diesem Beispiel sehen wir, wie mithilfe eines gekonnt inszenierten Experiments Unsichtbares spürbar gemacht werden kann.

Bei unsichtbaren Verformungen fester Körper können also große elastische Kräfte entstehen: Dank der Wirkung dieser Kräfte fallen wir nicht durch den Boden, die Stützen halten die Brücken und die Brücken tragen die darauf fahrenden schweren Lastkraftwagen und Busse. Aber die Verformung der Boden- oder Brückenstützen ist für das Auge unsichtbar!

Auf welche Körper um Sie herum wirken elastische Kräfte? Von welchen Stellen werden sie angewendet? Ist die Verformung dieser Körper für das Auge erkennbar?

Warum fällt ein Apfel, der auf deiner Handfläche liegt, nicht? Die Schwerkraft wirkt auf den Apfel nicht nur, wenn er fällt, sondern auch, wenn er in der Handfläche liegt.

Warum fällt dann der Apfel, der auf der Handfläche liegt, nicht? Denn auf ihn wirkt nun nicht nur die Schwerkraft Ft ein, sondern auch die elastische Kraft der Handfläche (Abb. 3).

Reis. 3. Ein Apfel, der in Ihrer Handfläche liegt, ist zwei Kräften ausgesetzt: der Schwerkraft und der normalen Reaktionskraft. Diese Kräfte gleichen sich gegenseitig aus

Diese Kraft wird als normale Reaktionskraft bezeichnet und mit N bezeichnet. Dieser Name der Kraft erklärt sich aus der Tatsache, dass sie senkrecht zur Oberfläche gerichtet ist, auf der sich der Körper befindet (in diesem Fall der Oberfläche der Handfläche), und Die Senkrechte wird manchmal als Normale bezeichnet.

Die auf den Apfel wirkende Schwerkraft und die normale Reaktionskraft gleichen sich aus: Sie sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet.

In Abb. In Abb. 3 haben wir diese an einem Punkt wirkenden Kräfte dargestellt – dies geschieht, wenn die Abmessungen des Körpers vernachlässigt werden können, das heißt, der Körper kann durch einen materiellen Punkt ersetzt werden.

Gewicht

Wenn der Apfel auf Ihrer Handfläche liegt, spüren Sie, dass er auf Ihre Handfläche drückt, das heißt, er wirkt mit einer nach unten gerichteten Kraft auf Ihre Handfläche (Abb. 4, a). Diese Kraft ist das Gewicht des Apfels.

Das Gewicht eines Apfels lässt sich auch spüren, indem man den Apfel an einen Faden hängt (Abb. 4, b).

Reis. 4. Das Gewicht des Apfels P wird auf die Handfläche (a) oder den Faden, an dem der Apfel aufgehängt ist (b), ausgeübt.

Das Gewicht eines Körpers ist die Kraft, mit der der Körper aufgrund der Anziehungskraft des Körpers durch die Erde auf eine Unterlage drückt oder die Aufhängung dehnt.

Das Gewicht wird üblicherweise mit P bezeichnet. Berechnungen und Erfahrungen zeigen, dass das Gewicht eines ruhenden Körpers gleich der auf diesen Körper wirkenden Schwerkraft ist: P = Ft = gm.

Lassen Sie uns das Problem lösen

Wie schwer ist ein Kilogramm Gewicht im Ruhezustand?

Der Zahlenwert des Gewichts eines Körpers, ausgedrückt in Newton, ist also etwa zehnmal größer als der Zahlenwert der Masse desselben Körpers, ausgedrückt in Kilogramm.

Wie schwer ist eine 60 kg schwere Person? Wie viel wiegen Sie?

Wie hängen Gewicht und normale Reaktionskraft zusammen? In Abb. Abbildung 5 zeigt die Kräfte, mit denen die Handfläche und der darauf liegende Apfel aufeinander einwirken: das Gewicht des Apfels P und die normale Reaktionskraft N.

Reis. 5. Die Kräfte, mit denen Apfel und Handfläche aufeinander einwirken

Im Physikkurs der 9. Klasse wird gezeigt, dass die Kräfte, mit denen Körper aufeinander einwirken, immer gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind.

Geben Sie ein Beispiel für Kräfte, von denen Sie bereits wissen, dass sie sich gegenseitig ausgleichen.

Auf dem Tisch liegt ein 1 kg schweres Buch. Welche normale Reaktionskraft wirkt auf das Buch? Von welchem ​​Körper aus wird es angewendet und wie wird es geleitet?

Welche normale Reaktionskraft wirkt jetzt auf Sie?

Elastische Kräfte und Verformungen

Definition 1

Die Kraft, die in einem Körper durch seine Verformung entsteht und dazu neigt, ihn in seinen Ausgangszustand zurückzuführen, wird als elastische Kraft bezeichnet.

Alle Körper der materiellen Welt unterliegen verschiedenen Arten von Verformungen. Durch Bewegung entstehen Verformungen und in der Folge Veränderungen der Lage von Körperteilchen zueinander. Nach dem Grad der Reversibilität können wir unterscheiden:

• elastische oder reversible Verformungen;
• plastische (Rest) oder irreversible Verformungen.

In Fällen, in denen ein Körper nach Abschluss der zur Verformung führenden Krafteinwirkung seine ursprünglichen Parameter wiederherstellt, wird die Verformung als elastisch bezeichnet.

Es ist zu beachten, dass bei elastischer Verformung die Einwirkung äußerer Kräfte auf den Körper die Elastizitätsgrenze nicht überschreitet. Somit kompensieren elastische Kräfte den äußeren Einfluss auf den Körper.

Andernfalls handelt es sich um eine plastische oder restliche Verformung. Ein Körper, der einer solchen Einwirkung ausgesetzt ist, stellt seine ursprüngliche Größe und Form nicht wieder her.

In Körpern auftretende elastische Kräfte sind nicht in der Lage, die Kräfte, die eine plastische Verformung verursachen, vollständig auszugleichen.

Im Allgemeinen werden mehrere einfache Verformungen unterschieden:

• Dehnung (Kompression);
• biegen;
• Schicht;
• Drehung.

In der Regel handelt es sich bei Verformungen häufig um eine Kombination mehrerer vorgestellter Stoßarten, was es ermöglicht, alle Verformungen auf die beiden häufigsten Arten, nämlich Zug und Schub, zu reduzieren.

Eigenschaften elastischer Kräfte

Der Modul der pro Flächeneinheit wirkenden elastischen Kraft ist eine physikalische Größe, die als Spannung (mechanisch) bezeichnet wird.

Mechanische Beanspruchung kann je nach Krafteinleitungsrichtung sein:

• normal (normal zur Oberfläche gerichtet, $σ$);
• tangential (gerichtete Tangente zur Oberfläche, $τ$).

Anmerkung 1

Der Verformungsgrad wird durch ein quantitatives Maß charakterisiert – die relative Verformung.

So lässt sich beispielsweise die relative Längenänderung des Stabes durch die Formel beschreiben:

$ε=\frac(\Delta l)(l)$,

und relative Längsspannung (Kompression):

$ε’=\frac(\Delta d)(d)$, wobei:

$l$ ist die Länge und $d$ ist der Durchmesser des Stabes.

Die Verformungen $ε$ und $ε’$ treten gleichzeitig auf und haben entgegengesetzte Vorzeichen, da bei der Dehnung die Längenänderung des Körpers positiv und die Durchmesseränderung negativ ist; Bei Kompression des Körpers ändern sich die Vorzeichen ins Gegenteil. Ihre Beziehung wird durch die Formel beschrieben:

Dabei ist $μ$ die Poissonzahl, abhängig von den Eigenschaften des Materials.

Hookes Gesetz

Elastische Kräfte sind ihrer Natur nach elektromagnetische, nichtfundamentale Kräfte und werden daher durch Näherungsformeln beschrieben.

Somit wurde empirisch festgestellt, dass bei kleinen Verformungen die relative Dehnung und Spannung proportional sind, oder

Dabei ist $E$ der Proportionalitätskoeffizient, auch Young-Modul genannt. Sie nimmt einen Wert an, bei dem die relative Dehnung gleich eins ist. Der Elastizitätsmodul wird in Newton pro Quadratmeter (Pascal) gemessen.

Nach dem Hookeschen Gesetz ist die Dehnung eines Stabes bei elastischer Verformung proportional zur auf den Stab wirkenden Kraft, oder:

$F=\frac(ES)(l)\Delta l=k\Delta l$

Der Wert $k$ wird Elastizitätskoeffizient genannt.

Die Verformung von Festkörpern wird durch das Hookesche Gesetz nur bis zur Grenze der Proportionalität beschrieben. Mit zunehmender Spannung ist die Verformung nicht mehr linear, bis zum Erreichen der Elastizitätsgrenze treten jedoch keine bleibenden Verformungen auf. Somit gilt das Hookesche Gesetz ausschließlich für elastische Verformungen.

Plastische Verformungen

Bei einer weiteren Erhöhung der einwirkenden Kräfte kommt es zu Restverformungen.

Definition 2

Der Wert der mechanischen Spannung, bei dem eine merkliche Restverformung auftritt, wird als Streckgrenze ($σт$) bezeichnet.

Darüber hinaus nimmt der Grad der Verformung zu, ohne dass die Spannung zunimmt, bis die Endfestigkeit ($σð$) erreicht ist, bei der der Körper zerstört wird. Wenn wir die Rückkehr des Körpers in seinen ursprünglichen Zustand grafisch darstellen, dann wird der Bereich zwischen den Punkten $σт$ und $σр$ als Fließbereich (Bereich der plastischen Verformung) bezeichnet. Abhängig von der Größe dieser Fläche werden alle Materialien in viskose Materialien, bei denen die Fließfläche groß ist, und spröde Materialien, bei denen die Fließfläche minimal ist, unterteilt.

Beachten Sie, dass wir zuvor den Einfluss von Kräften betrachtet haben, die in Richtung der Flächennormalen wirken. Bei tangentialer Einwirkung äußerer Kräfte kommt es zu einer Scherverformung. In diesem Fall entsteht an jedem Punkt des Körpers eine Tangentialspannung, bestimmt durch den Kraftmodul pro Flächeneinheit, oder:

$τ=\frac(F)(S)$.

Die relative Verschiebung wiederum lässt sich nach folgender Formel berechnen:

$γ=\frac(1)(G)τ$, wobei $G$ der Schubmodul ist.

Der Schermodul nimmt den Wert der Tangentialspannung an, bei dem der Scherwert gleich eins ist; $G$ wird auf die gleiche Weise wie die Spannung in Pascal gemessen.

Anweisungen

Befestigen Sie ein Dynamometer am Körper und ziehen Sie daran, wodurch der Körper verformt wird. Die Kraft, die das Dynamometer anzeigt, entspricht in ihrer Größe der elastischen Kraft, die auf den Körper wirkt. Ermitteln Sie den Steifigkeitskoeffizienten mithilfe der Hooke-Methode, die besagt, dass die elastische Kraft direkt proportional zu ihrer Dehnung ist und in die der Verformung entgegengesetzte Richtung gerichtet ist. Berechnen Sie den Steifigkeitskoeffizienten, indem Sie den Wert der Kraft F durch die Dehnung des Körpers x dividieren, die mit einem Lineal oder Maßband gemessen wird k=F/x. Um die Dehnung eines verformten Körpers zu ermitteln, subtrahieren Sie die Länge des verformten Körpers von seiner ursprünglichen Länge. Steifigkeitskoeffizient in N/m.

Wenn Sie kein Dynamometer haben, hängen Sie eine Last bekannter Masse an den verformbaren Körper. Achten Sie darauf, dass sich der Körper elastisch verformt und nicht zusammenbricht. In diesem Fall ist das Gewicht der Last gleich der auf den Körper wirkenden elastischen Kraft, deren Steifigkeitskoeffizient beispielsweise ermittelt werden muss. Berechnen Sie den Steifigkeitskoeffizienten, indem Sie das Produkt aus der Masse m und der Erdbeschleunigung g≈9,81 m/s² durch die Dehnung des Körpers x dividieren, k=m g/x. Messen Sie die Dehnung mit der oben vorgeschlagenen Methode.

Beispiel. Bei einer Belastung von 3 kg wird aus einer 20 cm langen Feder eine Länge von 26 cm, ermitteln Sie diese. Finden Sie zunächst die Federverlängerung in . Subtrahieren Sie dazu von der Länge der verlängerten Feder deren Länge im Normalzustand x=26-20=6 cm=0,06 m. Berechnen Sie die Steifigkeit mit der entsprechenden Formel k=m g/x=3 9,81/0,06≈500 N/m.

Und jetzt ein paar Tipps. Reduzieren Steifigkeit Wasser in deinem , destilliertes oder reines Regenwasser hinzufügen, spezielle Pflanzen wie Elodea und Hornkraut verwenden. Zudem lässt sich das Wasser gut einfrieren oder abkochen. Im ersten Fall wird es in ein niedriges Becken gegossen und der Kälte ausgesetzt. Sobald es bis zur Hälfte des Behälters gefriert, wird das Eis durchbrochen und nach dem Schmelzen verwendet. Im zweiten Schritt wird Wasser in einer Emailleschüssel eine Stunde lang gekocht, danach lässt man es abkühlen und verwendet zwei Drittel der „Oberseite“. Wasser.

Video zum Thema

Durch die Verformung des physischen Körpers entsteht immer eine Kraft, die dieser entgegenwirkt und versucht, den Körper in seine ursprüngliche Position zurückzubringen. Definieren Sie dies Gewalt Elastizität im einfachsten Fall ist es nach dem Hookeschen Gesetz möglich.

Anweisungen

Gewalt Elastizität, die auf einen deformierten Körper einwirkt, entsteht als Folge der elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen seinen Atomen. Es gibt verschiedene Arten der Verformung: Zug, Scherung, Biegung. Unter dem Einfluss äußerer Kräfte bewegen sich verschiedene Körperteile unterschiedlich, daher die Verformung und Krafteinwirkung Elastizität, die auf den vorherigen Zustand gerichtet ist.

Zug-/Druckverformung durch die Richtung einer äußeren Kraft entlang der Achse eines Objekts. Es kann sich um einen Stab, eine Feder oder einen anderen Körper handeln, der eine längliche Form hat. Bei Verformung ändert sich der Querschnitt und die Kraft Elastizität ist proportional zur gegenseitigen Verschiebung der Körperteilchen: Fcontrol = -k ∆x.

Man nennt dies das Hookesche Gesetz, es gilt jedoch nicht immer, sondern nur für relativ kleine Werte von ∆x. Der Wert k wird als Steifigkeit bezeichnet und in N/m ausgedrückt. Dieser Koeffizient hängt vom ursprünglichen Material des Körpers sowie von Form und Größe ab und ist proportional zum Querschnitt.

Bei der Scherverformung ändert sich das Volumen des Körpers nicht, seine Schichten verändern sich jedoch relativ zueinander. Gewalt Elastizität gleich dem Produkt des Koeffizienten Elastizität mit einer direkt vom Körperquerschnitt abhängigen Verschiebung um den Betrag des Winkels zwischen der Achse und der Tangente, in deren Richtung die äußere Kraft wirkt: Fcontrol = D α.

Früher oder später stehen Schüler und Studenten beim Studium eines Physikkurses vor Problemen zur Elastizitätskraft und zum Hookeschen Gesetz, in dem der Federsteifigkeitskoeffizient vorkommt. Was ist diese Größe und wie hängt sie mit der Verformung von Körpern und dem Hookeschen Gesetz zusammen?

Lassen Sie uns zunächst einige Grundbegriffe definieren., die in diesem Artikel verwendet wird. Es ist bekannt, dass ein Körper, wenn er von außen beeinflusst wird, entweder beschleunigt oder deformiert wird. Eine Verformung ist eine Veränderung der Größe oder Form eines Körpers unter dem Einfluss äußerer Kräfte. Wenn sich das Objekt nach Wegnahme der Belastung vollständig erholt, gilt eine solche Verformung als elastisch; Bleibt der Körper in einem veränderten Zustand (zum Beispiel gebogen, gestreckt, gestaucht usw.), dann ist die Verformung plastisch.

Beispiele für plastische Verformungen sind:

• Tonarbeiten;
• gebogener Aluminiumlöffel.

Wiederum, Berücksichtigt werden elastische Verformungen:

• Gummiband (Sie können es dehnen, danach kehrt es in seinen ursprünglichen Zustand zurück);
• Feder (nach dem Zusammendrücken richtet sie sich wieder auf).

Durch die elastische Verformung eines Körpers (insbesondere einer Feder) entsteht in diesem eine elastische Kraft, deren Größe der ausgeübten Kraft entspricht, jedoch in die entgegengesetzte Richtung gerichtet ist. Die elastische Kraft einer Feder ist proportional zu ihrer Dehnung. Mathematisch kann man es so schreiben:

Dabei ist F die elastische Kraft, x der Abstand, um den sich die Länge des Körpers durch Dehnung verändert hat, k der für uns notwendige Steifigkeitskoeffizient. Die obige Formel ist auch ein Sonderfall des Hookeschen Gesetzes für einen dünnen Zugstab. In allgemeiner Form wird dieses Gesetz wie folgt formuliert: „Die Verformung, die in einem elastischen Körper auftritt, ist proportional zur Kraft, die auf diesen Körper ausgeübt wird.“ Dies gilt nur in Fällen, in denen es sich um kleine Verformungen handelt (Spannung oder Kompression ist viel geringer als die Länge des ursprünglichen Körpers).

Bestimmung des Steifigkeitskoeffizienten

Härtekoeffizient(er wird auch Elastizitätskoeffizient oder Proportionalitätskoeffizient genannt) wird am häufigsten mit dem Buchstaben k geschrieben, manchmal findet man aber auch die Bezeichnung D oder c. Numerisch entspricht die Steifigkeit der Größe der Kraft, die die Feder pro Längeneinheit dehnt (im Fall von SI - 1 Meter). Die Formel zur Ermittlung des Elastizitätskoeffizienten leitet sich aus einem Sonderfall des Hookeschen Gesetzes ab:

Je größer der Steifigkeitswert, desto größer ist der Widerstand des Körpers gegen seine Verformung. Der Hookesche Koeffizient zeigt auch, wie widerstandsfähig ein Körper gegenüber äußeren Belastungen ist. Dieser Parameter hängt von geometrischen Parametern (Drahtdurchmesser, Windungszahl und Windungsdurchmesser auf der Drahtachse) und vom Material ab, aus dem er besteht.

Die SI-Maßeinheit für die Härte ist N/m.

Berechnung der Systemsteifigkeit

Es gibt komplexere Probleme, bei denen Berechnung der Gesamtsteifigkeit ist erforderlich. Bei solchen Anwendungen werden die Federn in Reihe oder parallel geschaltet.

Reihenschaltung des Federsystems

Bei einer Reihenschaltung verringert sich die Gesamtsteifigkeit des Systems. Die Formel zur Berechnung des Elastizitätskoeffizienten lautet wie folgt:

1/k = 1/k1 + 1/k2 + … + 1/ki,

Dabei ist k die Gesamtsteifigkeit des Systems, k1, k2, …, ki die einzelnen Steifigkeiten jedes Elements und i die Gesamtzahl aller am System beteiligten Federn.

Parallelschaltung des Federsystems

Für den Fall, dass die Federn parallel geschaltet sind, erhöht sich der Wert des Gesamtelastizitätskoeffizienten des Systems. Die Berechnungsformel sieht folgendermaßen aus:

k = k1 + k2 + … + ki.

Messung der Federsteifigkeit experimentell – in diesem Video.

Berechnung des Steifigkeitskoeffizienten mit der experimentellen Methode

Mit Hilfe eines einfachen Experiments können Sie selbstständig rechnen Was ist der Hooke-Koeffizient?. Zur Durchführung des Experiments benötigen Sie:

• Herrscher;
• Frühling;
• Belastung mit bekannter Masse.

Der Handlungsablauf für das Experiment ist wie folgt:

1. Es ist notwendig, die Feder vertikal zu befestigen und sie an einer geeigneten Halterung aufzuhängen. Der untere Rand sollte frei bleiben.
2. Mit einem Lineal wird seine Länge gemessen und als x1 notiert.
3. Am freien Ende muss eine Last mit bekannter Masse m aufgehängt werden.
4. Die Länge der Feder wird im belasteten Zustand gemessen. Bezeichnet mit x2.
5. Die absolute Dehnung wird berechnet: x = x2-x1. Um das Ergebnis im internationalen Einheitensystem zu erhalten, ist es besser, es sofort von Zentimetern oder Millimetern in Meter umzurechnen.
6. Die Kraft, die die Verformung verursacht, ist die Schwerkraft des Körpers. Die Formel zur Berechnung lautet F = mg, wobei m die Masse der im Experiment verwendeten Last (umgerechnet in kg) und g der Wert der freien Beschleunigung ist, der etwa 9,8 entspricht.
7. Nach den Berechnungen muss nur noch der Steifigkeitskoeffizient selbst ermittelt werden, dessen Formel oben angegeben wurde: k = F/x.

Beispiele für Probleme zum Finden von Steifigkeit

Problem 1

Auf eine 10 cm lange Feder wirkt eine Kraft F = 100 N. Die Länge der gedehnten Feder beträgt 14 cm. Ermitteln Sie den Steifigkeitskoeffizienten.

1. Wir berechnen die absolute Dehnungslänge: x = 14-10 = 4 cm = 0,04 m.
2. Mit der Formel ermitteln wir den Steifigkeitskoeffizienten: k = F/x = 100 / 0,04 = 2500 N/m.

Antwort: Die Federsteifigkeit beträgt 2500 N/m.

Problem 2

Eine Last mit einem Gewicht von 10 kg dehnt sich, wenn sie an einer Feder hängt, um 4 cm. Berechnen Sie die Länge, um die eine andere Last mit einem Gewicht von 25 kg sie dehnt.

1. Finden wir die Schwerkraft, die die Feder verformt: F = mg = 10 · 9,8 = 98 N.
2. Bestimmen wir den Elastizitätskoeffizienten: k = F/x = 98 / 0,04 = 2450 N/m.
3. Berechnen wir die Kraft, mit der die zweite Last wirkt: F = mg = 25 · 9,8 = 245 N.
4. Unter Verwendung des Hookeschen Gesetzes schreiben wir die Formel für die absolute Dehnung: x = F/k.
5. Für den zweiten Fall berechnen wir die Dehnungslänge: x = 245 / 2450 = 0,1 m.

Antwort: Im zweiten Fall dehnt sich die Feder um 10 cm.

Sie und ich wissen, dass sich der Körper unter dem Einfluss dieser Kraft bewegt, wenn eine Kraft auf einen Körper einwirkt. Beispielsweise fällt ein Blatt zu Boden, weil es von der Erde angezogen wird. Wenn aber ein Blatt auf eine Bank fällt, fällt es nicht weiter und fällt nicht durch die Bank, sondern ruht.

Und wenn das Blatt plötzlich aufhört, sich zu bewegen, bedeutet das, dass eine Kraft aufgetreten sein muss, die seiner Bewegung entgegenwirkt. Diese Kraft wirkt entgegengesetzt zur Schwerkraft der Erde und ist in ihrer Größe gleich groß. In der Physik wird diese der Schwerkraft entgegenwirkende Kraft elastische Kraft genannt.

Was ist elastische Kraft?

Welpe Antoshka liebt es, Vögel zu beobachten.

Als Beispiel für die Erklärung der elastischen Kraft erinnern wir uns an die Vögel und das Seil. Wenn der Vogel auf dem Seil sitzt, biegt sich die zuvor horizontal gespannte Stütze unter dem Gewicht des Vogels und dehnt sich leicht. Der Vogel bewegt sich zunächst entlang des Seils in Richtung Boden und bleibt dann stehen. Und das passiert, wenn Sie dem Seil einen weiteren Birdie hinzufügen. Und dann noch einer. Das heißt, es ist offensichtlich, dass sich das Seil mit zunehmender Kraft verformt, bis die Kräfte, die dieser Verformung entgegenwirken, dem Gewicht aller Vögel entsprechen. Und dann stoppt die Abwärtsbewegung.

Wenn die Aufhängung gedehnt wird, ist die elastische Kraft gleich der Schwerkraft, dann stoppt die Dehnung.

Einfach ausgedrückt besteht die Aufgabe der elastischen Kraft darin, die Integrität von Objekten aufrechtzuerhalten, wenn wir mit anderen Objekten zusammenstoßen. Und wenn die elastische Kraft versagt, verformt sich der Körper unwiderruflich. Das Seil bricht bei viel Schnee, die Griffe der Tasche brechen, wenn sie mit Lebensmitteln überladen ist, bei großen Ernten brechen die Zweige des Apfelbaums und so weiter.

Wann entsteht elastische Kraft? In diesem Moment beginnt die Wirkung auf den Körper. Als der Vogel auf dem Seil saß. Und verschwindet, wenn der Vogel abhebt. Das heißt, wenn der Aufprall aufhört. Der Angriffspunkt der elastischen Kraft ist der Punkt, an dem der Stoß auftritt.

Verformung

Elastische Kraft entsteht nur, wenn Körper deformiert werden. Wenn die Verformung des Körpers verschwindet, verschwindet auch die elastische Kraft.

Es gibt verschiedene Arten von Verformungen: Zug, Druck, Scherung, Biegung und Torsion.

Dehnen – Wir wiegen den Körper auf einer Federwaage oder einem gewöhnlichen Gummiband, das sich unter dem Körpergewicht dehnt

Kompression – wir legen einen schweren Gegenstand auf die Feder

Scheren – die Arbeit einer Schere oder einer Säge, ein wackeliger Stuhl, bei dem der Boden als Unterlage und der Sitz als Angriffsebene der Last genommen werden kann.

Bend – unsere Vögel saßen auf einem Ast, einer Reckstange mit Schülern im Sportunterricht