Учебные пособия, книги, вся теория по физике для студента, школьника и учителя. Полезные и познавательные статьи.
С нами учить физику легко!

Присоединяйся

Проголосуй

Сколько Вам лет?

10-13
14-17
18-21
22-25
больше tongue

Полезное



Рекламные материалы


Законы сохранения

Законы сохранения - фундаментальные физические законы, согласно которым численные значения некоторых физических величин не изменяются с течением времени при различных процессах.
Основными законами сохранения являются:
Закон сохранения энергии
Закон сохранения импульса
Закон сохранения момента колличества движения
Закон сохранения электрического заряда


Уважаемый посетитель, Вы находитесь на странице, где представлен урок Работа силы упругости. Для основательного усвоения урока, просим внимательно прочитать его содержимое два или три раза.

Работа силы упругости

В данном уроке Вы узнаете чему равна работа силы упругости и как ее найти.
Сила упругости, как мы знаем, возникает при деформации тел. По своему абсолютному значению она пропорциональна величине деформации (удлинению), а направлена в сторону, противоположную направлению смещения точек тела при деформации.
На рисунке 199, а показана пружина в ее естественном, недеформированном состоянии. Правый конец пружины закреплен, а к левому прикреплено тело. Если пружину сжать, сместив левый ее конец па расстояние x1 (рис. 199, б), то возникнет сила упругости, действующая со стороны пружины на тело, равная:
F1упр=—kx1
где k — жесткость пружины.
При перемещении витков пружины сила упругости совершит работу. Какова величина этой работы?
Работа силы упругости

Предположим, что левый конец пружины переместился из положения А в положение В (рис. 199, в). В этом положении деформация пружины равна уже не х1, а х2. Значит, конец пружины переместился на расстояние х2 — х1. Чтобы вычислить работу, нужно это перемещение умножить на силу. Но сила упругости в отличие от силы тяжести вблизи поверхности Земли при движении тела изменяется от точки к точке. Если в начальной точке она была равна —kx1, то в конечной точке (в точке В) она стала равной —kx2.
Для того чтобы вычислить работу силы упругости, нужно взять среднее значение силы упругости и умножить его на перемещение х2 — х1.
Сила упругости пропорциональна деформации пружины. Поэтому среднее значение силы упругости можно найти, используя метод, который был использован при нахождении среднего значения скорости при равноускоренном движении (см. урок "Связь между перемещением и скоростью").
Для среднего значения скорости при равноускоренном движении мы получили формулу
Среднее значение скорости при равноускоренном движении

где v0 — начальное и v1 — конечное значение скорости. Подобно этому среднее значение силы упругости можно определить по формуле
Среднее значение силы упругости

На это-то значение силы упругости и нужно умножить перемещение х2 — х1 чтобы получить работу этой силы:
A=-k{x_1+x_2}/2 (x_2-x_1) .

Так как то формула для работы принимает вид:
Работа силы упругости формула

Работа силы упругости равна половине произведения жесткости упругого тела на разность квадратов его начального и конечного удлинений.
Если конечное удлинение пружины равняется нулю (x2 = 0), т. е. пружина приходит в недеформированное состояние, то она совершает работу

где x — начальное удлинение пружины.
Интересно, что работа силы упругости имеет некоторое сходство с работой силы тяжести. Если сравнить выражения для работы этих двух сил:


то можно заметить, что в обоих случаях работа зависит от начального и конечного положении тела. В первой формуле высота h определяет положение тела, на которое действует сила тяжести (например, относительно поверхности Земли). Во второй формуле удлинение х определяет положение одного конца пружины относительно другого ее конца.
Работа как силы упругости, так и силы тяжести зависит не от формы, или длины пути, а только от начального и конечного положений движущегося тела.


Если Вам понравился урок Работа силы упругости, то просим непременно поделиться им с друзьями.


CY-PR.com Valid XHTML 1.0 Transitional
Copyright © 2011 Fizika.inВсе права защищены.
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Fizika.in"