ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ HOOKE ΟΜΑΔΑ: ΣΤΕΤΣΙΚΑ ΣΤΕΡΓΙΑΝΗ ΑΝΔΡΙΑΝΗ ΣΥΡΗΜΗ ΕΥΑ ΠΑΣΑΚΟΠΟΥΛΟΥ

ΡΟΜΠΕΡΤ ΧΟΥΚ Γέννηση: 28 Ιουλίου 1635 Γουάϊτ, Αγγλία Θάνατος: 3 Μαΐου 1703 (67 ετών)Λονδίνο Εθνικότητα: Άγγλος Ιδιότητα Φυσικός, Βιολόγος, Αρχιτέκτονας Επιτεύγματα Νόμος του Χουκ, Κύτταρο Νόμος της παγκόσμιας έλξης, Μικροσκοπία Συνεργάτης/ες Ρόμπερτ Μπόι

ΟΡΓΑΝΑ ΘΕΩΡΙΑ Του νόμου τουΗΟΟΚΕ ΡΑΒΔΟΣ ΣΕ ΒΑΣΗ (ορθοστάτης) ΕΝΑ ΛΑΣΤΙΧΑΚΙ ΔΥΟ ΑΠΛΟΙ ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ (σταυροί) ΤΕΣΣΕΡΙΣ ΜΑΖΕΣ 250g 500g και 1g ΑΓΚΙΣΤΡΟ ΔΥΝΑΜΟΜΕΤΡΟ 10 N ΛΑΒΙΔΑ ΑΠΛΗ ΕΛΑΤΗΡΙΟ ΔΥΟ ΧΑΛΥΒΔΙΝΑ ΕΛΑΤΗΡΙΑ ΜΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΗ ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ ΧΑΡΑΚΑΣ 1m

ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΧΟΥΚ Ο νόμος του Χουκ ή νόμος της ελαστικότητας περιγράφει την ελαστικότητα ενός υλικού ή συστήματος, όταν αυτό παραμορφώνεται υπό την επίδραση εξωτερικής δύναμης. Φέρει το όνομα του Άγγλου φυσικού Ρόμπερτ Χουκ που εξήγαγε πειραματικά αυτόν τον νόμο. Σύμφωνα με τον νόμο του Χουκ, η επιμήκυνση ενός ελατηρίου είναι ανάλογη της δύναμης που ασκείται στο ελατήριο. Με άλλα λόγια: F = k Δl όπου F είναι η δύναμη που ασκείται στο ελατήριο k η σταθερά του εκάστοτε ελατηρίου και Δl η επιμήκυνση του ελατηρίου (η μετατόπιση από τη θέση ισορροπίας)

Όταν σε ένα σώμα ασκήσουμε δύναμη, αυτό παραμορφώνεται. ‘Oταν πάψει να ενεργεί η δύναμη, το σώμα επανέρχεται στο αρχικό του σχήμα. Τότε, η παραμόρφωση ονομάζεται ελαστική. όταν πάψει να ενεργεί η δύναμη, το σώμα δεν αποκτά το αρχικό του σχήμα: Η παραμόρφωση είναι μόνιμη. Tότε η παραμόρφωση ονομάζεται σταθερη.

ΣΤΑΘΕΡΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ Η σταθερά ελατηρίου, γνωστή και σαν σταθερά του Χουκ, εκφράζει τη σκληρότητα ενός ελατηρίου και εξαρτάται από: το μήκος του ελατηρίου, το πάχος του σύρματος του ελατηρίου, το άνοιγμα (διάμετρο) των σπειρών του ελατηρίου, το υλικό και τη θερμοκρασία του σύρματος του ελατηρίου και την απόσταση μεταξύ των σπειρών («βήμα») του ελατηρίου Μονάδα μέτρησης της σταθεράς ελατηρίου στο Διεθνές Σύστημα (SI) είναι το Νιούτον/Μέτρο (N/m).

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

ΕΛΑΤΗΡΙΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ Συναρμολογήσαμε την πειραματική διάταξη της εικόνας. Πριν αρχίσουμε τις μετρήσεις, προσαρτήσαμε την ελεύθερη άκρη του ελατηρίου στο βαρίδι που το συνοδεύει, ώστε να ανοίξουν οι σπείρες του και να μην έρχονται σε επαφή μεταξύ τους. Προσθέσαμε διαδοχικά όλο και περισσότερα βαρίδια στο ελεύθερο άκρο του ελατηρίου. Με βάση τις πειραματικές τιμές του πίνακα Α’ τοποθετήσαμε τα πειραματικά σημεία δύναμης (F) – επιμήκυνσης (Δl) σε σύστημα αξόνων. Σχεδιάσαμε την ευθεία που περνάει πλησιέστερα από το σύνολο των σημείων.

ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ m (Kg) F=g*m (N) L (cm) ΔL=L-Lo (cm) Lo=57,5 Lo=57,5 57,5-57,5=0 cm 50 0,5 L1=59 59-57,5=1,5 cm 100 1 L2=61 61-57,5=3,5 cm 150 1,5 L3=62,5 62,5-57,5=5 cm 200 2 L4=64,5 64,5-57,5=7 cm 250 2,5 L5=66 66-57,5=8,5 cm

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1ου ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ Υπολογίσαμε την κλίση της ευθείας που σχεδιάσαμε: Κλίση = ..0,3.. N/m. Παρατηρήσαμε ότι συμφώνα με τον νόμο του Hooke: F=k*Δl, η κλίση της ευθείας είναι ιση με την σταθερά ελατηρίου (k). Ώστε η σταθερά του ελατηρίου είναι:k=0,3 Ν/m. Άρα ο νόμος του Hooke για το ελατήριο που χρησιμοποιήσαμε στην πειραματική διαδικασία, εκφράζεται με την σχέση: F=k*Δl.

ΠΙΝΑΚΑΣ ΜΕ ΛΑΣΤΙΧΑΚΙ α/α ΔΥΝΑΜΗ (Βάρος) Ν Λαστιχάκι Επιμήκυνση x cm F/x N/cm 1 46 2 50 54 54-46=9 0,9 3 100 71 71-46=25 1,4 4 150 83 83-46=37 1,8 5 200 86 86-46=40 2,3 6 250 88, 88-40=48 2,9

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΜΕ ΛΑΣΤΙΧΑΚΙ

ΣυμπερΑσματα Συμπεραίνουμε, ότι το λαστιχάκι υφίσταται ελαστική παραμόρφωση αφού επανέρχεται στην αρχική του μορφή μόλις πάψει να ενεργεί σε αυτό η δύναμη που προκάλεσε τη παραμόρφωσή του. Όμως, οι πειραματικές μετρήσεις στο εύρος των βαρών, που χρησιμοποιήθηκαν, δεν επιτρέπουν να προσδιορισθεί με την απαιτούμενη ακρίβεια το μέτρο ελαστικότητας του υλικού.

ΣυμπερΑσματα H κλίση της γραφικής παράστασης ισούται με τη σταθερά k του ελατηρίου που χρησιμοποιήσαμε. Δηλαδή: k=0,22 N/m Άρα ο νόμος του Hooke για το ελατήριο που χρησιμοποιήσαμε στην πειραματική διαδικασία, εκφράζεται με τη σχέση: F=0,22*ΔL

ΠειραματικΗ διαδικασΙα - ΣυμπερΑσματα Κατασκευάσαμε ένα δυναμόμετρο από σκληρό χαρτόνι, με τη βοήθεια ενός ελατηρίου και τριών βαθμονομημένων βαρών (50, 100 και 200 g). Στη συνέχεια κρεμάσαμε από το ελατήριο μια κασετίνα και με τη βοήθεια του δυναμόμετρου που φτιάξαμε, υπολογίσαμε το βάρος της Από το δυναμόμετρο που κατασκευάσαμε συμπεραίνουμε ότι το βάρος και η μάζα της κασετίνας(x) είναι: Β=3,4Ν m=0,34kg=340g

ΤΕΛΟΣ…!