视频字幕
弹力是物体发生弹性形变时产生的恢复力。当我们压缩或拉伸弹簧时,弹簧会产生一个力,试图恢复到原来的长度。这个力就是弹力。弹力的方向总是与形变方向相反,指向使物体恢复原状的方向。
弹力的产生需要同时满足两个条件:物体间直接接触和发生弹性形变。首先看书本放在桌面上,它们直接接触并且桌面发生微小形变,产生支持力。然后看手压弹簧,手与弹簧接触且弹簧被压缩形变,产生弹力。只有同时满足这两个条件,弹力才会产生。
弹力的方向有明确的规律。当点与面接触时,弹力方向垂直于接触面,如球在地面上受到垂直向上的支持力。当面与面接触时,弹力同样垂直于接触面,如球压在墙面上受到垂直向外的弹力。当点与点接触时,弹力方向沿着两点的连线方向。无论哪种情况,弹力方向都与形变方向相反。
弹力有三种常见类型。支持力是桌面对书本的弹力,方向垂直向上。压力是手对墙壁的弹力,方向垂直指向墙面。拉力是绳子对物体的弹力,方向沿着绳子向上。虽然名称不同,但它们本质上都是弹力,只是在不同情况下的具体表现形式。
胡克定律描述了弹力大小与形变量的关系,公式为F等于k乘以x。其中F是弹力大小,k是弹性系数,x是形变量。当我们压缩弹簧时,弹力随形变量线性增加,在图像上表现为一条直线。弹性系数k反映了材料的硬度,k值越大材料越硬。需要注意的是,胡克定律只在弹性限度内成立。