Теория:
Известно, что на все тела, находящиеся на Земле, действует сила тяжести.
Пример:
На книгу, лежащую на столе, также действует сила тяжести, но книга не проваливается сквозь стол, а находится в покое.
Подвесим тело на нити. Оно падать не будет.
Что же это за сила, и как она возникает?
Пример:
Проведём опыт.
На середину горизонтально расположенной доски поставим гирю.
Под действием силы тяжести гиря начнёт двигаться вниз и прогнёт доску, т.е. доска деформируется.
Из этого опыта можно сделать вывод о том, что на гирю, кроме силы тяжести, направленной вертикально вниз, действует ещё другая сила.
Эта сила направлена вертикально вверх. Она и уравновесила силу тяжести.
Эту силу называют силой упругости.
Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется силой упругости.
Силу упругости обозначают буквой \(F\) с индексом — \(Fупр\).
Если сила упругости становится равной силе тяжести, действующей на тело, прогибание доски прекращается.
Пример:
Теперь подвесим тело на нити.
Нить (подвес) растягивается. В нити (подвесе), как и в опоре, возникает сила упругости.
Сила упругости возникает только при деформации тел. Если исчезает деформация тела, то исчезает и сила упругости.
Английский учёный Роберт Гук, современник Ньютона, установил, что
изменение длины тела при растяжении (или сжатии) прямо пропорционально модулю силы упругости. Это называется законом Гука.
Записывается закон Гука следующим образом:
, где
\(Δl\) — удлинение тела (изменение его длины),
\(k\) — коэффициент пропорциональности, который называется жёсткостью.
Закон Гука справедлив только для упругой деформации.
Если после прекращения действия сил, деформирующих тело, оно возвращается в исходное положение, то деформация является упругой.
Источники:
Пёрышкин А.В. Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2013.