3.Сила пружності. Вимірювання сил

При розтягу або стисканні тіла у ньому виникають електричні за своєю природою сили, які намагаються повернути тіло до початкового стану. Такі сили називають силами пружності. Вони виникають при деформаціях тіла.

Деформацією називають зміну форми або об’єму тіла. Вона виникає в тому випадку, коли різні частини тіла виконують різні переміщення.

Деформація, яка повністю зникає після припинення дії зовнішніх сил, називається пружною. Деформація, яка не зникає, - пластичною. Виділяють такі види деформації: розтягу (стискання), зсуву, згину, кручення.

Закон Гука: Для пружних деформацій сила пружності прямо пропорційна абсолютному видовженню тіла. Для того щоб знайти силу пружності, треба жорсткість тіла помножити на абсолютне видовження. Сила пружності спрямована в бік, протилежний деформації.

— коефіцієнт жорсткості

Абсолютне видовження - лінійний розтяг або стиснення тіла.

Жорсткість тіла - це величина, що показує, яку силу треба прикласти для того, щоб розтягнути тіло на одиницю довжини. Вона залежить від розмірів тіла та матеріалу, з якого тіло виготовлено. У Системі Інтернаціональній жорсткість вимірюється в ньютонах, поділених на метр, та позначається літерою k.

Причиною деформації є рух однієї частини тіла відносно іншої. Наслідком деформації є сила пружності. Сила пружності завжди спрямована перпендикулярно поверхні дотику тіл, що взаємодіють. Силу пружності, що діє на тіло з боку опори, часто називають силою реакції опори.

4.Додавання сил

На тіло дуже рідко діє лише одна сила, найчастіше - дві або три. Якщо на тіло діє кілька сил, то результат їхньої дії буде таким, яким був би за умови дії на нього сили, яку називають рівнодійною.

Рівнодійна сила - це сила, дія якої заміняє дію кількох сил, що одночасно діють на тіло.

Нехай сили З Н і 4 Н, спрямовані під кутом 90° одна до одної, діють на тіло (рис. а). Дію цих сил можна замінити дією сили 5 Н (рис. б). У цьому випадку сила 5 Н — рівнодійна сил 3 Н і 4 Н (рис. в).

Р івнодійна сила, з якою відразу кілька тіл діють на певне тіло, дорівнює геометричній сумі сил, з якими кожне тіло діє на це тіло:

де n — число сил, які діють.

Це твердження називають «принципом незалежності дії сил, або принципом суперпозиції сил».

Якщо сили спрямовані під кутом одна до одної, то їх рівнодійну обчислюють, використовуючи додавання векторів за «правилом паралелограма».

5.Вимірювання сили тяжіння

Силу, з якою Земля притягує будь-яке тіло, називають силою тяжіння.

Під час вільного падіння всі тіла біля поверхні Землі рухаються з однаковим прискоренням, що називають прискоренням вільного падіння g. Це прискорення зумовлене дією на тіло сили тяжіння _T.

Точку прикладання сили тяжіння, що діє на тіло, за будь-якого його положення в просторі називають центром ваги.

Для однорідного симетричного тіла центр ваги перебуває в центрі симетрії, при цьому центр ваги може не збігатися з жодною точкою тіла.

6.Вимірювання сили пружності

За величиною деформації тіла можна судити про величину сили пружності. Тому силу пружності часто використовують для вимірювання сил. Прилад для вимірювання сили називають динамометром. При градуюванні (нанесенні шкали) пружинного динамометра використовується закон Гука.

За допомогою динамометра можна порівнювати сили за модулем, а також визначати напрямок дії сили.