قانون هوک

اگر یک کش لاستیکی یا یک تایر لاستیکی را تا نقطه خاصی بکشید، کش می‌آید. پس از اینکه کشش را آزاد کنید، لاستیک به طول اولیه خود باز می‌گردد. به طور مشابه، وقتی یک فنر را می‌کشید، کش می‌آید. پس از اینکه آن را رها کنید، به طول اولیه خود باز می‌گردد. یک فنر یا لاستیک هنگام کشیده شدن کش می‌آید و پس از آزاد شدن کشش به طول اولیه خود باز می‌گردد زیرا خاصیت ارتجاعی دارد. ارتجاعی بودن ، توانایی یک جسم برای بازگشت به شکل اولیه خود پس از حذف نیروی اعمال شده بر آن است.

آیا تا به حال آدامس جویده‌اید؟ اگر آدامس را با هر دو دست بکشید، بلندتر می‌شود. پس از رها کردن کشش، شکل آدامس ثابت می‌ماند، یا طول آدامس به حالت اولیه خود برنمی‌گردد. همین امر در مورد پلاستی‌سین، خاک رس و غیره نیز صدق می‌کند. به اجسامی مانند آدامس، پلاستی‌سین و خاک رس، اجسام پلاستیکی گفته می‌شود. اجسام الاستیک مانند فنر نیز اگر با نیروی زیادی کشیده شوند و از حد الاستیک خود فراتر روند، می‌توانند پلاستیک شوند.

اگر فنر به سمت راست کشیده شود، کشیده شده و طول آن افزایش می‌یابد (شکل ۱). اگر نیروی کششی خیلی زیاد نباشد، مشخص می‌شود که افزایش طول فنر متناسب با بزرگی نیروی کششی (F) است. به عبارت دیگر، هرچه نیروی کششی بیشتر باشد، افزایش طول فنر نیز بیشتر است. نسبت بزرگی نیروی کششی (F) به افزایش طول فنر، مقداری ثابت است.

نسبت بین نیرو (F) و افزایش طول فنر ثابت است، که با شیب یکسان نمودار (شکل ۲) نشان داده شده است.

k ثابت فنر یا ضریب الاستیسیته فنر یا معیاری از انعطاف‌پذیری فنر است. این رابطه اولین بار توسط رابرت هوک (۱۶۳۵-۱۷۰۳) در سال ۱۶۷۸ مشاهده شد، از این رو به عنوان قانون هوک شناخته می‌شود.

اگر بزرگی نیروی اعمال شده به فنر از حد الاستیک فنر بیشتر شود، پس از حذف نیرو، طول فنر به طول اولیه خود باز نمی‌گردد. قانون هوک فقط تا حد الاستیک اعمال می‌شود . حد الاستیک فنر، حداکثر نیرویی است که می‌توان به فنر اعمال کرد قبل از اینکه فنر به طور دائم تغییر شکل دهد و طول فنر نتواند به طول اولیه خود بازگردد. اگر بزرگی نیرو همچنان افزایش یابد، فنر آسیب خواهد دید.

کونتو سول

۲. سوالات آزمون سراسری سال ۱۳۹۶

یک تیر به زه کمان متصل است، سپس با نیروی 20 نیوتن به عقب کشیده می‌شود تا زه کمان به اندازه 20 سانتی‌متر کشیده شود. اصطکاک هوا نادیده گرفته می‌شود، جرم تیر 250 گرم است، بنابراین سرعت تیر هنگام پرتاب از کمان ...

پمباهاسان

شناخته شده است:

نیرو (F) = 20 نیوتن

افزایش طول ( ثانیه) = 20 سانتی‌متر = 0,2 متر

جرم تیر (متر) = ۲۵۰ گرم = ۰.۲۵ کیلوگرم

سرعت اولیه (v o ) = 0 متر بر ثانیه

پرسیده شد: سرعت تیر هنگام پرتاب از کمان چقدر است؟

پاسخ:

کار (W) = تغییر در انرژی جنبشی ( ΔEK)

W = Fs = (20)(0,2) = 4

EK = 1/2 متر (v)t2 - vo2) = 1/2 متر (v)t2) = 1/2 (0,25)(vt2) = 1/2 (0,25)(vt2) = 0,125 ولتt2

W = ΔEK

Fs = 1/2 متر (v t 2 )

۴ = ۰.۱۲۵ ولت تی ۲

۴/۰.۱۲۵ = v t 2

vt 2 = 32

vt = √32

vt = √(16)(2)

vt = 4√2 متر بر ثانیه

نظر بدهید