Põhiline teadus

Hooke'i füüsika

Hooke'i füüsika
Hooke'i füüsika

Video: Füüsika video- Hooke'i seadus 2024, Juuli

Video: Füüsika video- Hooke'i seadus 2024, Juuli
Anonim

Inglise teadlase Robert Hooke 1660. aastal avastanud Hooke'i seadus, elastsusseadus, mis väidab, et objekti suhteliselt väikeste deformatsioonide korral on deformatsiooni nihe või suurus võrdeline deformeeruva jõu või koormusega. Sellistes tingimustes taastab objekt koorma eemaldamisel oma algse kuju ja suuruse. Tahkete ainete elastset käitumist vastavalt Hooke'i seadusele saab seletada asjaoluga, et nende koostisosade molekulide, aatomite või ioonide väikesed nihked normaalsest asendist on võrdelised ka nihet põhjustava jõuga.

Deformeerimisjõudu saab tahkele materjalile venitada, suruda, pigistada, painutada või keerata. Seega on metalltraat vastavalt Hooke'i seadusele elastse käitumisega, kuna selle pikkuse väike suurenemine rakendatud jõu venitamisel kahekordistub, kui jõud kahekordistub. Matemaatiliselt öeldakse Hooke'i seaduses, et rakendatud jõud F võrdub konstandiga k korda nihet või pikkuse muutust x või F = kx. K väärtus ei sõltu ainult vaadeldava elastse materjali tüübist, vaid ka selle mõõtmetest ja kujust.

Suhteliselt suurte rakendatava jõu väärtuste korral on elastse materjali deformatsioon sageli suurem kui Hooke'i seaduse põhjal võib eeldada, ehkki materjal jääb elastseks ja naaseb pärast jõu eemaldamist algsesse kuju ja suurusesse. Hooke'i seadus kirjeldab materjalide elastseid omadusi ainult vahemikus, milles jõud ja nihe on proportsionaalsed. (Vt deformatsiooni ja voolu.) Mõnikord on Hooke'i seadus sõnastatud kui F = −kx. Selles väljendis F ei tähenda enam rakendatud jõudu, vaid tähendab võrdset ja vastupidiselt suunatud taastamisjõudu, mis põhjustab elastsete materjalide algsete mõõtmete naasmist.

Hooke'i seadust võib väljendada ka stressi ja pinge all. Pinge on materjali ühiku pindaladele mõjuv jõud, mis areneb väljapoole mõjuva jõu mõjul. Tüvi on stressi põhjustatud suhteline deformatsioon. Suhteliselt väikeste pingete korral on stress võrdeline koormusega. Hooke'i seaduse konkreetsete avalduste kohta sellisel kujul vt massmoodulit; nihkemoodul; Noore moodul.