Зверніть увагу на те, що при деформації пружини виникає сила, яка прагне відновити початкові розміри і форму даного тіла. Дана сила викликана електромагнітним впливом, що виникають між атомами і молекулами речовини, з якого зроблена пружина. Ця сила називається силою пружності. Найпростіший вид - деформація розтягування і стиснення.

Закріпіть вертикально один кінець пружини, другий же її кінець залиште вільним. Потім лінійкою виміряйте довжину даної пружини: Отриманий результат запишіть в зошити, позначивши його х1.

Підвісьте на вільний кінець пружини стограмовий вантаж і повторно виміряйте її довжину. Отриманий в ході вимірювання результат запишіть в зошит, позначивши його х2.

Розрахуйте абсолютне подовження стрижня, яке представляє собою різницю між х2 і х1. При невеликих ушкодженнях або сжатіях пружини сила пружності є пропорційною деформації: вона спрямована в протилежний бік від переміщення частинок тіла при деформації. Тобто, Fупр = | kx |, де k і є коефіцієнтом жорсткості. Це співвідношення виражає суть закону Гука. А значить, щоб знайти коефіцієнт жорсткості пружини, слід силу розтягування тіла розділити на подовження даної пружини.

Не знаючи, чому дорівнює сила розтягування пружини, неможливо обчислити коефіцієнт її жорсткості, тому знайдіть силу розтягування. Сила пружності або розтягування врівноважує силу тяжіння, що діє на підвішений вантаж. Ця сила виникає виключно при деформації тіла. Отже, Fупр = - N = -mg. Звідси випливає, що mg = kx. А значить, k = mg / x. Підставте відомі значення в формулу і розрахуйте коефіцієнт жорсткості пружини.

Уявіть, що ви вирішили своїми руками спорудити вантажний візок для мотоцикла або автомобіля, щоб вивозити сміття з двору, привозити з поля урожай і так далі. Бажано, щоб візок була на ресорах. Якщо у вас є пружинні ресори, і ви знаєте їх коефіцієнт жорсткості, ви можете вирахувати, який маси вантаж вони здатні нести. коефіцієнт жорсткості також можна обчислити досвідченим шляхом.

Різні пружини призначені для роботи на стиск, розтяг, кручення або вигин. У школі на уроках фізики дітей вчать визначати коефіцієнт жорсткості пружини, яка працює на розтяг. Для цього на штативі вертикально підвішується пружина у вільному стані. Один з учнів за допомогою лінійки заміряє її довжину. І результат записується в зошит як L 1 = ...

Потім до нижнього кінця підвішується вантаж визначеної маси, наприклад, 0.1 кг. Він впливає на пружину, розтягуючи її, з силою 1Ньютон (1Н). Напарник вимірює вийшла довжину розтягнутої пружини. Показання L 2, яке, природно, буде великим, також записується в зошит як L 2 = ... Простим арифметичною дією L 2 - L 1 = перебуває величина розтягування L.

Згідно із законом Гука: F упр. = KL. Отже, щоб знайти коефіцієнт пружності (k), треба силу розтягування пружини (F) розділити на величину подовження (L). k = F / L.

Щоб досвідченим шляхом визначити коефіцієнт пружності заготовленої вами для візка пружини, її треба буде стискати. Ця робота значно складніше виконуваної в шкільній лабораторії. По-перше, заміряйте довжину пружини у вільному стані і запишіть результат (L 1).

Встановіть пружину вертикально в яку-небудь гільзу, залишивши вільної невелику верхню частину. Візьміть певний вантаж, наприклад, гімнастичну гирю 16, 24 або 32 кг. Встановіть її на верхній торець пружини і відзначте на гільзі або безпосередньо виміряйте лінійкою довжину стислої пружини (L 2). Обережно зніміть гирю.

Розрахуйте значення L як різницю: L 1 - L 2. Підставте значення в уже відому формулу k = F / L. Підбирайте по формулі F = kL допустиму масу вантажу, що перевозиться, виходячи з величини стиснення пружини.