Hlavná veda

Hookeho právnická fyzika

Hookeho právnická fyzika
Hookeho právnická fyzika

Video: Právnická fakulta UK 2024, Júl

Video: Právnická fakulta UK 2024, Júl
Anonim

Hookeho zákon, zákon pružnosti, ktorý objavil anglický vedec Robert Hooke v roku 1660, ktorý uvádza, že pri relatívne malých deformáciách objektu je premiestnenie alebo veľkosť deformácie priamo úmerné deformačnej sile alebo zaťaženiu. Za týchto podmienok sa objekt po odstránení zaťaženia vráti do pôvodného tvaru a veľkosti. Elastické správanie pevných látok podľa Hookeovho zákona možno vysvetliť skutočnosťou, že malé posunutie ich konštitučných molekúl, atómov alebo iónov z normálnych pozícií je tiež úmerné sile, ktorá spôsobuje posun.

Deformačná sila sa môže na pevnú látku aplikovať napínaním, stláčaním, stláčaním, ohýbaním alebo krútením. Kovový drôt teda vykazuje elastické správanie podľa Hookeovho zákona, pretože malé zväčšenie jeho dĺžky, keď je natiahnuté aplikovanou silou, sa zdvojnásobí vždy, keď sa sila zdvojnásobí. Matematicky Hooke zákon uvádza, že použitá sila F sa rovná konštantnej k násobku posunu alebo zmeny dĺžky x alebo F = kx. Hodnota k závisí nielen od druhu uvažovaného elastického materiálu, ale aj od jeho rozmerov a tvaru.

Pri relatívne veľkých hodnotách aplikovanej sily je deformácia elastického materiálu často väčšia, ako sa očakávalo na základe Hookeovho zákona, hoci materiál zostáva elastický a po odstránení sily sa vracia do pôvodného tvaru a veľkosti. Hookeho zákon opisuje elastické vlastnosti materiálov iba v rozsahu, v ktorom sú sila a posun proporcionálne. (Pozri deformáciu a tok.) Niekedy je Hookeov zákon formulovaný ako F = −kx. V tomto výraze F už neznamená aplikovanú silu, ale skôr znamená rovnakú a opačne smerovanú vratnú silu, ktorá spôsobuje, že elastické materiály sa vracajú do svojich pôvodných rozmerov.

Hookeho zákon sa môže vyjadrovať aj ako stres a napätie. Stres je sila na jednotkové oblasti v materiáli, ktorá sa vyvíja v dôsledku vonkajšej sily. Kmeň je relatívna deformácia vyvolaná stresom. Pri relatívne malých napätiach je napätie úmerné napätiu. Konkrétne vyjadrenia Hookeovho zákona v tejto podobe sú uvedené v súhrnnom module; šmykový modul; Youngov modul.