Vigtigste videnskab

Hookes lovfysik

Hookes lovfysik
Hookes lovfysik

Video: Hookes lov 2024, Juli

Video: Hookes lov 2024, Juli
Anonim

Hookes lov, elasticitetslov opdaget af den engelske videnskabsmand Robert Hooke i 1660, som siger, at for relativt små deformationer af et objekt, er forskydningen eller størrelsen af ​​deformationen direkte proportional med den deformerende kraft eller belastning. Under disse forhold vender objektet tilbage til sin oprindelige form og størrelse efter fjernelse af lasten. Elastisk opførsel af faste stoffer i henhold til Hookes lov kan forklares med det faktum, at små forskydninger af deres bestanddelsmolekyler, atomer eller ioner fra normale positioner også er proportional med kraften, der forårsager forskydningen.

Deformeringskraften kan påføres et fast stof ved strækning, komprimering, presning, bøjning eller vridning. Således udviser en metaltråd elastisk opførsel i henhold til Hookes lov, fordi den lille stigning i dens længde, når den strækkes med en påført kraft, fordobles hver gang kraften fordobles. Matematisk angiver Hookes lov, at den anvendte kraft F er lig med en konstant k gange forskydningen eller ændringen i længden x, eller F = kx. Værdien af ​​k afhænger ikke kun af den type elastisk materiale, der tages i betragtning, men også af dens dimensioner og form.

Ved relativt store værdier for anvendt kraft er deformationen af ​​det elastiske materiale ofte større end forventet på grundlag af Hookes lov, selvom materialet forbliver elastisk og vender tilbage til sin oprindelige form og størrelse efter fjernelse af kraften. Hookes lov beskriver kun de materialers elastiske egenskaber inden for det område, hvor kraften og forskydningen er proportional. (Se deformation og flow.) Nogle gange er Hookes lov formuleret som F = −kx. I dette udtryk betyder F ikke længere den påførte kraft, men snarere den ensartede og modsat rettede genoprettelseskraft, der får elastiske materialer til at vende tilbage til deres oprindelige dimensioner.

Hookes lov kan også udtrykkes i form af stress og belastning. Stress er kraften på enhedsområder inden for et materiale, der udvikler sig som et resultat af den eksternt påførte kraft. Strain er den relative deformation produceret af stress. Ved relativt små spændinger er stress proportional med belastningen. For særlige udtryk for Hookes lov i denne form, se bulk modulus; forskydningsmodul; Youngs modul.