Legea lui Hooke

Mulți dintre noi întrebat cum lucrurile se comportă minunat atunci când sunt expuse la?

De exemplu, de ce tesatura, dacă o întinde în toate direcțiile, se pot trage pe de o lungă perioadă de timp, iar la un moment dat rupe dintr-o dată? Și de ce face același experiment este mult mai dificil de realizat cu un creion? Ce rezistența unui material depinde? Cum se determina măsura în care acesta este cedat la deformare sau întindere?

Toate acestea și multe alte întrebări mai mult de 300 de ani în urmă am întrebat cercetătorul britanic Robert Guk. Și am găsit răspunsurile, acum reunite sub denumirea comună „Legea lui Hooke“.

Conform cercetărilor sale, fiecare material are o așa-numită constantă de primăvară. Această proprietate, care permite ca materialul să fie întins într-o anumită măsură. coeficientul de elasticitate - o constantă. Acest lucru înseamnă că fiecare material poate susține doar un anumit nivel de rezistență, după care acesta ajunge la nivelul de deformare permanentă.

În general, Legea lui Hooke poate fi exprimată prin formula:

F = k / x /,

unde F - o forță elastică, k - modulul de elasticitate deja menționat, și / x / - schimbarea lungimii materialului. Ceea ce se înțelege printr-o schimbare în acest indicator? Sub influența unei forțe de a studia subiectele, indiferent dacă acesta este un șir de caractere, cauciuc sau orice altă modificare, care se întinde sau în scădere. Prin schimbarea lungimii în acest caz este diferența dintre lungimea inițială și finală a obiectului studiat. Adică, cât de mult întinsă de primăvară (cauciuc, string, etc.) / scăzut

Prin urmare, cunoscând lungimea și coeficientul de primăvară constantă pentru un anumit material, este posibil să se găsească forța cu care este întins materialul, forța elastică sau altele încă de multe ori se face referire la Legea lui Hooke.

Există, de asemenea, cazuri speciale în care legea în forma sa standard utilizat nu poate fi. Este vorba despre măsurare a rezistenței la deformare în condiții de forfecare, care este, în situațiile în care deformarea produce o forță care acționează asupra materialului la un unghi. Legea lui Hooke de forfecare poate fi exprimată după cum urmează:

τ = Gy,

unde τ - forța necesară, G- coeficient constant, cunoscut sub numele de modulul de forfecare, y - unghiul de forfecare este cantitatea prin care unghiul a schimbat obiect.

Liniar forța elastică (Legea lui Hooke) este aplicabilă numai într - o mică compresie și expansiune. În cazul în care forța continuă să aibă un impact asupra obiectului studiat, apoi vine un moment când își pierde calitatea elastică, care atinge limita de elasticitate. Cu condiția ca forța depășește forța de rezistență. Punct de vedere tehnic, acest lucru poate fi văzută nu numai ca o modificare a parametrilor vizibile ale materialului, dar, de asemenea, ca o scădere a rezistenței sale. Forța necesară pentru a schimba materialul, acum redus. În astfel de cazuri, o modificare a proprietăților obiectului, adică, organismul nu mai este capabil să reziste. ne vedem în viața de zi cu zi, este rupt, rupt, pauze, etc. Nu neapărat, desigur, integritatea încălcării, dar calitatea în același timp afectat în mod semnificativ. Și coeficientul de elasticitate al materialului sau doar în forma corpului neperturbat, încetează să mai fie semnificativă într-o formă distorsionată.

Acest caz face posibil să spunem că sistemul liniar (relație direct proporțională cu un parametru de la altul), a devenit un non-liniar, atunci când relația este pierdut setările, și schimbarea are loc pe un principiu diferit.

Pe baza acestor observații Tomas Yung a creat o formulă modul de elasticitate, care mai târziu a fost numit după el și a devenit o bază pentru crearea teoriei elasticității. modul de elasticitate ne permite să ia în considerare deformarea când modificările elastice sunt semnificative. Legea este după cum urmează:

E = σ / η,

unde σ - forța aplicată la suprafața secțiunii transversale a corpului în studiu, η - coeficient de elongatie sau a corpului de compresie, E - modulul de elasticitate care definește gradul de întindere sau compresiune a corpului sub influența stresului mecanic.