Определение
Сила упругости — это сила, которая возникает в теле при его деформации (растяжении, сжатии, изгибе) и стремится вернуть телу прежние форму и размеры. Она направлена противоположно смещению частиц тела при деформации. Если деформация упругая, после снятия нагрузки тело полностью восстанавливает форму.
Ключевые признаки
- Закон Гука — при небольших упругих деформациях сила упругости пропорциональна удлинению: F = k · x, где x — удлинение, то есть изменение длины (м), а не сама длина пружины, k — жёсткость; сила измеряется в ньютонах (Н)
- Жёсткость зависит только от пружины — коэффициент k (Н/м) численно равен силе, которая удлиняет пружину на 1 м; он зависит от материала, толщины проволоки и размеров пружины, но не от подвешенного груза
- Возникает только при деформации — нет деформации, нет и силы упругости; стол под книгой прогибается совсем незаметно, но именно сила упругости стола удерживает книгу
- Основа динамометра — пружинный динамометр измеряет силу по растяжению пружины: вдвое большая сила даёт вдвое большее удлинение, поэтому шкала у него равномерная
Пример
К пружине длиной 60 мм по очереди подвешивают грузы весом по 1 Н. С одним грузом её длина 80 мм, с двумя — 100 мм, с тремя — 120 мм: каждый ньютон удлиняет пружину на 20 мм = 0,02 м. Значит, жёсткость пружины k = F / x = 1 / 0,02 = 50 Н/м. Грузы сняли — пружина вернулась к 60 мм: деформация была упругой.
Тема целиком: Силы в механике — теория, разобранные задания и тренажёр.
Не путай: Сила упругости и вес тела
Когда груз висит на пружине, действуют две равные по модулю силы, приложенные к разным телам. Сила упругости пружины приложена к грузу и тянет его вверх, а вес груза приложен к пружине и тянет её вниз. Вес — сила, с которой тело действует на опору или подвес, сила упругости — сила, с которой опора или подвес действует на тело.
Частые вопросы
Что такое сила упругости простыми словами (для 7–9 класса)?
Сила упругости — это сила, которая возникает в теле при его деформации (растяжении, сжатии, изгибе) и стремится вернуть телу прежние форму и размеры. Она направлена противоположно смещению частиц тела при деформации. Если деформация упругая, после снятия нагрузки тело полностью восстанавливает форму.
Как сила упругости выглядит на практике?
К пружине длиной 60 мм по очереди подвешивают грузы весом по 1 Н. С одним грузом её длина 80 мм, с двумя — 100 мм, с тремя — 120 мм: каждый ньютон удлиняет пружину на 20 мм = 0,02 м. Значит, жёсткость пружины k = F / x = 1 / 0,02 = 50 Н/м. Грузы сняли — пружина вернулась к 60 мм: деформация была упругой.
В каких заданиях ОГЭ встречается «сила упругости»?
В заданиях на знание физических понятий и явлений — потренируйся в тренажёре Совелия.