Tärkein tiede

Hooken lakifysiikka

Hooken lakifysiikka
Hooken lakifysiikka

Video: Jousivoimat ja Hooken laki 2024, Heinäkuu

Video: Jousivoimat ja Hooken laki 2024, Heinäkuu
Anonim

Hooken laki, laki elastisuus löysi Englanti tiedemies Robert Hooke vuonna 1660, jossa todetaan, että suhteellisen pieniä muodonmuutoksia objektin, siirtymä tai koko muodonmuutos on suoraan verrannollinen muotoaan tai -kuorma. Näissä olosuhteissa esine palaa alkuperäiseen muotoonsa ja koonsa kuorman poistamisen jälkeen. Kiintoaineiden elastinen käyttäytyminen Hooken lain mukaan voidaan selittää sillä, että niiden muodostavien molekyylien, atomien tai ionien pienet siirtymät normaaleista asemista ovat myös verrannollisia siirtymän aiheuttavaan voimaan.

Muodostusvoima voidaan kohdistaa kiinteään aineeseen venyttämällä, puristamalla, puristamalla, taivuttamalla tai kiertämällä. Siten metallilangalla on joustava käyttäytyminen Hooken lain mukaan, koska sen pieni pituuden lisäys, kun sitä venytetään kohdistetulla voimalla, kaksinkertaistuu joka kerta kun voima kaksinkertaistuu. Matemaattisesti Hooken laki toteaa, että käytetty voima F on yhtä suuri kuin vakio k kertaa siirtymä tai pituuden muutos x tai F = kx. K-arvo ei riipu vain tarkasteltavana olevasta elastisesta materiaalista, vaan myös sen mitoista ja muodosta.

Suhteellisen suurilla käytetyn voiman arvoilla elastisen materiaalin muodonmuutos on usein suurempi kuin odotettiin Hooken lain perusteella, vaikka materiaali pysyy elastisena ja palaa alkuperäiseen muotoonsa ja koonsa voiman poistamisen jälkeen. Hooken laki kuvaa materiaalien kimmoisia ominaisuuksia vain alueella, jolla voima ja siirtymä ovat verrannollisia. (Katso muodonmuutos ja virtaus.) Joskus Hooken laki muotoillaan F = −kx. Tässä ilmaisussa F ei enää tarkoita käytettyä voimaa, vaan tarkoittaa yhtä suurta ja vastakkain suunnattua palautusvoimaa, joka saa elastiset materiaalit palaamaan alkuperäisiin mittoihinsa.

Hooken laki voidaan ilmaista myös stressinä ja rasituksena. Jännitys on materiaalin yksikköalueiden voima, joka kehittyy ulkoisesti kohdistetun voiman seurauksena. Jännitys on stressin aiheuttama suhteellinen muodonmuutos. Suhteellisen pienissä rasituksissa stressi on verrannollinen rasitukseen. Katso erityiset Hooken lain ilmaisut tässä muodossa massakerroin; leikkauskerroin; Youngin moduuli.