Huvud vetenskap

Hookes lagfysik

Hookes lagfysik
Hookes lagfysik

Video: Hookes lag 2024, Maj

Video: Hookes lag 2024, Maj
Anonim

Hookes lag, elasticitetslag upptäckt av den engelska forskaren Robert Hooke 1660, som säger att för relativt små deformationer av ett föremål är förskjutningen eller storleken på deformationen direkt proportionell mot den deformerande kraften eller belastningen. Under dessa förhållanden återgår objektet till sin ursprungliga form och storlek vid borttagning av lasten. Elastiskt beteende hos fasta ämnen enligt Hookes lag kan förklaras av det faktum att små förskjutningar av deras beståndsdelande molekyler, atomer eller joner från normala positioner också är proportionella mot kraften som orsakar förskjutningen.

Deformeringskraften kan appliceras på ett fast ämne genom sträckning, komprimering, pressning, böjning eller vridning. Således uppvisar en metalltråd elastiskt beteende enligt Hookes lag eftersom den lilla ökningen i dess längd när den sträcks med en applicerad kraft fördubblas varje gång kraften fördubblas. Matematiskt säger Hookes lag att den applicerade kraften F är lika med en konstant k gånger förskjutningen eller förändringen i längd x, eller F = kx. Värdet på k beror inte bara på typen av elastiskt material som beaktas utan också av dess dimensioner och form.

Vid relativt stora värden på applicerad kraft är deformationen av det elastiska materialet ofta större än väntat på basis av Hookes lag, även om materialet förblir elastiskt och återgår till sin ursprungliga form och storlek efter borttagning av kraften. Hookes lag beskriver materialens elastiska egenskaper endast inom det område där kraften och förskjutningen är proportionella. (Se deformation och flöde.) Ibland formuleras Hookes lag som F = −kx. I detta uttryck betyder F inte längre den applicerade kraften utan betyder snarare den lika och motsatt riktade återställningskraften som får elastiska material att återgå till sina ursprungliga dimensioner.

Hookes lag kan också uttryckas i form av stress och belastning. Stress är kraften på enhetsområden inom ett material som utvecklas till följd av den externt applicerade kraften. Strain är den relativa deformation som produceras av stress. För relativt små spänningar är stress proportionell mot belastningen. För särskilda uttryck för Hookes lag i denna form, se bulkmodul; skjuvmodul; Youngs modul.