Завдання на використання закону Гука і поняття «механічне напруження». Завдання цікава, перш за все формулою для визначення жорсткості, яку можна використовувати при вирішенні деяких тестових завдань.
Чому дорівнює подовження латунного стержня довжиною 4 м, що має площу поперечного перерізу 0,4 см 2. під дією сили 1 кН? Модуль пружності латуні 10 11 Па.
Дана тема останнім часом на уроках фізики розглядається все рідше і рідше. А адже раніше в шкільній програмі навіть була лабораторна робота «Визначення модуля Юнга гуми». Хоча деякі питання і формули ох як могли б стати в нагоді при вирішенні тестових завдань.
Під дією сили в латунном стрижні виникає механічна напруга, яке визначається за формулою: З іншого боку, однією з формулювань закону Гука є наступна: механічне напруження прямо пропорційно відносному подовженню (коефіцієнтом пропорційності є модуль Юнга Е, який знаходиться з таблиць). Прирівнюючи праві частини обох формул, де співмножник, що стоїть праворуч, - відносне подовження стрижня, яке визначається за формулою: Звідси висловлюємо подовження стрижня. Залишається підставити числові значення фізичних величин і визначити підсумковий відповідь.
Важливо! Хочеться ще раз загострити Вашу увагу на формулі, з якої можна висловити силу пружності, що виникає в зразку.
Порівнюючи цю формулу до закону Гука, відомим з курсу фізики 7-го класу, можна помітити дріб. Ця дріб не що інше, як коефіцієнт жорсткості, який періодично зустрічається в завданнях. Знаючи цю формулу можна легко відповісти, наприклад, на такі питання: як зміниться період коливань вантажу на пружині, якщо послідовно (паралельно) підчепити ще таку ж пружину; як зміниться частота коливань.
Важливо! Для отримання правильної відповіді потрібно перевести величини в систему СІ.