Galvenais zinātne

Hūka likuma fizika

Hūka likuma fizika
Hūka likuma fizika

Video: Hūka likums: elastības spēks ir proporcionāls deformācijai. Fizikas un mehānikas formulas 2024, Jūlijs

Video: Hūka likums: elastības spēks ir proporcionāls deformācijai. Fizikas un mehānikas formulas 2024, Jūlijs
Anonim

Hūka likums, angļu zinātnieka Roberta Hūka 1660. gadā atklātais elastības likums, kurā teikts, ka objekta samērā nelielām deformācijām deformācijas pārvietojums vai lielums ir tieši proporcionāls deformējošajam spēkam vai slodzei. Šajos apstākļos objekts atgriežas sākotnējā formā un izmērā, noņemot kravu. Cieto vielu elastīgā izturēšanās saskaņā ar Hūka likumu ir izskaidrojama ar to, ka to veidojošo molekulu, atomu vai jonu mazie pārvietojumi no normālām pozīcijām ir arī proporcionāli spēkam, kas izraisa pārvietojumu.

Deformējošo spēku cietajam materiālam var pielikt, stiepjot, saspiežot, saspiežot, saliekot vai pagriežot. Tādējādi metāla stieplei piemīt elastīga izturēšanās saskaņā ar Hūka likumu, jo neliels tās garuma palielinājums, izstiepjot to ar pieliktu spēku, divkāršojas katru reizi, kad spēks tiek dubultots. Matemātiski Hūka likums nosaka, ka pielietotais spēks F ir vienāds ar konstanti k, kas reizināts ar pārvietojumu vai garuma izmaiņām x, vai F = kx. K vērtība ir atkarīga ne tikai no attiecīgā elastīgā materiāla veida, bet arī no tā izmēriem un formas.

Pie salīdzinoši lielām pielietotā spēka vērtībām elastīgā materiāla deformācija bieži ir lielāka, nekā tika gaidīts, pamatojoties uz Hūka likumu, kaut arī materiāls paliek elastīgs un pēc spēka noņemšanas atgriežas sākotnējā formā un izmērā. Hūka likums apraksta materiālu elastīgās īpašības tikai diapazonā, kurā spēks un pārvietojums ir proporcionāli. (Skatīt deformāciju un plūsmu.) Dažreiz Hūka likumu formulē kā F = −kx. Šajā izteiksmē F vairs nenozīmē pielietoto spēku, bet drīzāk nozīmē vienādu un pretēji vērstu atjaunojošu spēku, kas liek elastīgajiem materiāliem atgriezties sākotnējos izmēros.

Hooke likumu var izteikt arī stresa un spriedzes izteiksmē. Stress ir spēks materiāla laukumos, kas veidojas ārēji pielietota spēka ietekmē. Celms ir stresa radītā relatīvā deformācija. Relatīvi maziem spriegumiem stress ir proporcionāls spriedzei. Konkrētus Hooke likuma izteicienus šādā formā skatīt masas modulī; bīdes modulis; Younga modulis.