قانون هوک

بسیاری از ما فکر چگونه چیز زیبا و رفتار می کنند زمانی که در معرض؟

برای مثال، چرا پارچه، اگر ما آن را کشش در تمام جهات، می توانید در یک زمان طولانی بکشید، و در یک نقطه به طور ناگهانی شکست؟ و چرا آزمایش همان بسیار مشکل تر است برای انجام با یک مداد؟ چه مقاومت یک ماده بستگی دارد؟ چگونه برای تعیین میزان که او متمایل به تغییر شکل یا کشش است؟

همه این سوالات و بسیاری دیگر بیش از 300 سال پیش از خودم پرسیدم محقق بریتانیایی رابرت گوک. و من پاسخ، در حال حاضر تحت نام مشترک "قانون هوک" متحد شده است.

با توجه به تحقیقات خود را، هر ماده به اصطلاح ثابت فنر. این ویژگی، که اجازه می دهد تا مواد به به یک حد معینی کشیده می شود. ضریب کشش - ثابت است. این به این معنی است که هر یک از مواد تنها می تواند حفظ یک سطح معینی از مقاومت و پس از آن سطح تغییر شکل دائمی می رسد.

به طور کلی، قانون هوک را می توان با فرمول زیر بیان:

F = K / X /،

که در آن F - یک نیروی الاستیک، K - مدول الاستیک قبلا ذکر شد، و / X / - تغییر در طول از مواد. چه شده است تغییر در این شاخص به معنای؟ تحت تاثیر یک نیروی به مطالعه مطالب، که آیا آن یک رشته، لاستیک و یا هر تغییر دیگر، کشش و یا کاهش است. با تغییر طول در این مورد تفاوت بین طول اصلی و نهایی از جسم در حال مطالعه است. است که می گویند، چقدر کشیده / منقبض بهار (لاستیک، رشته، و غیره)

، لذا دانستن طول و ضریب ثابت فنر برای یک ماده داده شده، ممکن است برای پیدا کردن نیرویی که با مواد کشیده شده است، نیروی الاستیک و یا مانند هنوز هم اغلب به قانون هوک نامیده می شود.

همچنین موارد خاص که در آن قانون را به صورت استاندارد آن استفاده می شود نمی تواند وجود دارد. ما در حال صحبت کردن در مورد اندازه گیری قدرت تغییر شکل در شرایط برشی، که شده است، در شرایطی که تغییر شکل تولید نیروی فعال در مواد در یک زاویه. برشی قانون هوک می توان به صورت زیر بیان:

τ = گری،

که در آن τ - نیروی مورد نیاز، G-ضریب ثابت، شناخته شده به عنوان مدول برشی و y - زاویه برشی مقدار که توسط آن زاویه شی تغییر کرده است.

خطی نیروی الاستیک (قانون هوک) تنها در یک فشرده سازی کوچک و گسترش قابل اجرا است. اگر نیروی ادامه به تاثیر بر روی شی مورد مطالعه و سپس می آید یک نقطه وجود دارد که آن را با کیفیت الاستیک خود را از دست، است که از رسیدن به حد آن الاستیسیته. ارائه نیروی بیش از نیروی مقاومت. مشخصات فنی، این را می توان نه تنها به عنوان یک تغییر در پارامترهای قابل مشاهده از مواد، بلکه به عنوان یک کاهش در مقاومت آن در برابر دیده می شود. نیروی مورد نیاز برای تغییر مواد، در حال حاضر کاهش یافته است. در چنین مواردی، یک تغییر در خواص شی، این است که، بدن دیگر قادر به مقاومت در برابر. ما در زندگی روزمره را ببینید، آن پاره شده، شکسته، معافیت، و غیره نه لزوما، البته، یکپارچگی نقض، اما کیفیت در همان زمان به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار. و ضریب الاستیسیته از مواد و یا فقط در شکل تحریف نشده بدن، متوقف می شود در یک شکل تحریف شده قابل توجه است.

این مورد باعث می شود که می گویند که سیستم خطی (رابطه به طور مستقیم متناسب یک پارامتر از دیگری)، تبدیل به یک غیر خطی، زمانی که رابطه تنظیمات دست داده است، و تغییر طول می کشد در یک اصل متفاوت است.

بر اساس این مشاهدات توماس یونگ مدول الاستیسیته فرمول، که بعدها به نام او نامگذاری شد و تبدیل به یک پایگاه برای ایجاد تئوری الاستیسیته ایجاد شده است. مدول الاستیسیته ما اجازه می دهد به در نظر گرفتن تغییر شکل زمانی که تغییرات الاستیک قابل توجه است. این قانون به شرح زیر است:

E = σ / η،

که در آن σ - نیروی به سطح مقطع از بدن مورد مطالعه اعمال می شود، η - مدول افزایش طول و یا بدن فشرده سازی، E - مدول الاستیک تعریف درجه کشش و یا فشرده سازی از بدن تحت تاثیر تنش های مکانیکی.