חוק הוק

רבים מאיתנו תהה איך להפליא דברים להתנהג כאשר הם נחשפים ל?דוגמא

, מדוע הבד, אם למתוח אותו לכיוונים שונים, עשויה להיות תקופה ארוכה, ובשלב מסוים פתאום לשבור?ולמה אותו הניסוי שהוא הרבה יותר קשה להחזיק עיפרון?מה קובע את ההתנגדות של החומר?איך אני יכול לקבוע את המידה שבה משאיל את עצמו לעיוות או מתיחה?כל שאלות אלה ואחרים רבים

יותר מ -300 שנים לפני ששאלו את עצמי חוקר בריטי רוברט הוק.ואני מצאתי את התשובות, עכשיו מאוחדות תחת הכותרת "חוק הוק".

על פי המחקר שלה, יש כל חומר מקדם כביכול של גמישות .נכס זה, המאפשר את החומר כדי למתוח במידה מסוימת.המקדם של גמישות - קבוע.משמעות הדבר היא כי כל חומר יכול רק לקיים רמה מסוימת של התנגדות, לאחר שהוא מגיע לעיוות בלתי הפיכה.

באופן כללי, ניתן לבטא חוק הוק על ידי הנוסחא:

F = K / X /,

בי F - הכוח של גמישות, K - מקדם אלסטיות של האמור ו / X / - שינוי באורך של החומר.מה כוונה בשינוי במדד זה?תחת השפעתו של כוח חקר את הנושא, בין אם מדובר במחרוזת, גומי או כל שינוי אחר, מתיחה או כיווץ.שינוי האורך במקרה זה הוא ההבדל בין האורך המקורי וסופי של הנושא הנלמד.כלומר, כמה נמתחו / התכווץ האביב (גומי, מחרוזת, וכו ')

לפיכך, לדעת את האורך ומקדם קבוע של גמישות לחומר, אתה יכול למצוא את הכוח שבי החומר נמתח או כוח אלסטי, כמויותר המכונה לעתים קרובות חוק הוק.

יש גם מקרים מיוחדים שבו החוק, בצורה סטנדרטית שלה לא ניתן להשתמש.זה הוא המדידה של כוח בעיוות גזירה, כלומר במצבים שבם עיוות מייצרת כוח הפועל על החומר בזווית.ניתן לבטא חוק הוק בגזירה כך:

τ = Gy,

בי τ - כוח הנדרש, G- גורם קבוע, הידוע בשם מודול גזירה, y - גזירת זווית היא הסכום שבו הזווית השתנתההטיה האובייקט.

כוח אלסטי ליניארי (חוק הוק) הוא ישים רק בהתכווצויות קטנות וdilations.אם הכוח ממשיך להשפיע על הנושא הנלמד, אז מגיע זמן שבו הוא מאבד את איכותו של גמישות, כלומר מגיע לגבול האלסטיות שלה.סיפק את הכוח עולה בכח של התנגדות.מבחינה טכנית, את זה ניתן לראות לא רק כשינוי של הפרמטרים חומר הגלויים, אלא גם כירידה בהתנגדותה.הכוח הדרוש כדי לשנות את החומר עכשיו מופחת.במקרים כאלה, שינוי במאפיינים של האובייקט, כלומר, הגוף כבר לא מסוגל לעמוד בפיתוי.בחיים רגילים, אנו רואים שזה נשבר, הפסקות, הפסקות, וכו 'לא בהכרח, כמובן, הפגיעה בשלמות, אבל האיכות בזמן מושפעת באופן משמעותי.ומקדם אלסטיות של החומר, או רק את הגוף בצורה מעוותת, מפסיק להיות משמעותי בצורה מעוותת.

מקרה זה מאפשר לנו לומר כי המערכת ליניארית (יחסים ביחס ישר לפרמטר אחד למשנהו) הפכה ליניארית כאשר התלות ההדדית של פרמטרים הולכות לאיבוד, והשינוי מתרחש על עיקרון שונה.

על בסיס התצפיות אלה, תומאס יאנג יצר את הנוסחה של מודולוס האלסטיות, שנקרא מאוחר יותר אחריו והפך לבסיס ליצירת תורת אלסטיות.מודולוס האלסטיות של עיוות יכול להיחשב במקרים בהם שינויים משמעותיים בגמישות.יש החוק בצורה:

E = σ / η,

בי σ - הכח המופעל על שטח החתך של הגוף למד, η - מודול הרחבה והתכווצות של הגוף, E - מודול אלסטיות, הקובע את מידת התרחבות או התכווצות של הגוף בהשפעת לחץ מכאני.