Pagrindinis mokslas

Hoko fizika

Hoko fizika
Hoko fizika

Video: Hooke's law: the force of elasticity is proportional to deformation. Formulas physics and mechanics 2024, Liepa

Video: Hooke's law: the force of elasticity is proportional to deformation. Formulas physics and mechanics 2024, Liepa
Anonim

Hooke'o dėsnis, elastingumo dėsnis, kurį atrado 1660 m. Anglų mokslininkas Robertas Hooke'as ir kuris teigia, kad santykinai nedidelėms objekto deformacijoms deformacijos poslinkis ar dydis yra tiesiogiai proporcingi deformuojančiai jėgai ar apkrovai. Esant tokioms sąlygoms, pašalinus krovinį, objektas grįžta į savo pradinę formą ir dydį. Elastinis kietų medžiagų elgesys pagal Hooke'o dėsnį gali būti paaiškinamas tuo, kad nedideli jų sudedamųjų dalių molekulių, atomų ar jonų poslinkiai iš normalių padėčių taip pat yra proporcingi jėgą, kuri sukelia poslinkį.

Deformuojančią jėgą kietai medžiagai galima įtempti, suspausti, suspausti, sulenkti ar susukti. Taigi, pagal Hooke'o įstatymą, metalinė viela pasižymi elastingumu, nes nedidelis jos ilgio padidėjimas, tempiant ją pritaikyta jėga, dvigubai padidėja. Matematiškai Hooke'io dėsnis teigia, kad taikoma jėga F yra lygi konstanta k, padauginta iš poslinkio ar ilgio pokyčio x, arba F = kx. K vertė priklauso ne tik nuo nagrinėjamos elastinės medžiagos rūšies, bet ir nuo jos matmenų bei formos.

Esant santykinai didelėms veikiamosios jėgos vertėms, elastingos medžiagos deformacija dažnai būna didesnė, nei tikėtasi remiantis Hooke'o dėsniu, net jei medžiaga išlieka elastinga ir pašalina jėgą į pradinę formą ir dydį. Hoko dėsnis apibūdina medžiagų elastines savybes tik tame intervale, kuriame jėga ir poslinkis yra proporcingi. (Žr. Deformaciją ir tėkmę.) Kartais Hooke'io dėsnis formuluojamas kaip F = −kx. Šia išraiška F nebereiškia taikytos jėgos, o greičiau reiškia vienodą ir priešingą pusę atkuriančią jėgą, dėl kurios elastingos medžiagos grįžta į pradinius matmenis.

Hoko įstatymas taip pat gali būti išreikštas stresu ir įtampa. Įtempimas yra jėga, esanti vienetiniuose plotuose medžiagoje, kuri išsivysto dėl išorėje veikiamos jėgos. Deformacija yra santykinė deformacija, kurią sukelia stresas. Esant santykinai mažiems įtempiams, stresas yra proporcingas deformacijai. Dėl konkrečių šios formos Hooke'io dėsnių išraiškų žr. Tūrio modulį; šlyties modulis; Jauno modulis.