Hooke se wet

Baie van ons het gewonder hoe wonderlik dinge op te tree wanneer blootgestel aan?

Byvoorbeeld, waarom die stof, as ons strek dit in alle rigtings, kan sleep op vir 'n lang tyd, en in 'n stadium skielik breek? En hoekom doen dieselfde eksperiment is baie moeiliker om uit te voer met 'n potlood? Wat beteken die weerstand van 'n materiaal hang? Hoe om die mate waarin hy is oop vir vervorming of strek bepaal?

Al hierdie en nog baie ander vrae meer as 300 jaar gelede gevra myself Britse navorser Robert Guk. En ek het die antwoorde, nou verenig onder die algemene naam "Hooke se wet".

Volgens sy navorsing, elke materiaal het 'n sogenaamde veerkonstante. Hierdie eiendom, wat die materiaal toelaat om gerek tot 'n sekere mate. koëffisiënt van elastisiteit - 'n konstante. Dit beteken dat elke materiaal net 'n sekere vlak van weerstand, waarna dit die vlak van permanente vervorming bereik kan volhou.

In die algemeen, kan Hooke se wet uitgedruk deur die formule:

F = k / x /,

waar F - 'n elastiese krag, k - die reeds genoemde elastisiteitsmodulus en / x / - verandering in lengte van die materiaal. Wat word bedoel met 'n verandering in hierdie aanwyser? Onder die invloed van 'n krag om die vakke te bestudeer, of dit 'n string, rubber of enige ander verandering, strek of krimp. Deur die verandering van die lengte in hierdie geval is die verskil tussen die oorspronklike en finale lengte van die voorwerp wat bestudeer word. Dit wil sê, hoeveel gestrek / gekrimp lente (rubber, string, ens)

Dus, wetende dat die lengte en veerkonstante koëffisiënt vir 'n gegewe materiaal, is dit moontlik om die krag waarmee die materiaal uitgestrek, die elastiese krag of dies meer nog dikwels na verwys Hooke se wet te vind.

Daar is ook 'n spesiale gevalle waar die wet in sy standaardvorm gebruik kan word nie. Ons praat oor die meting van vervorming krag in die skeer voorwaardes, dit wil sê, in situasies waar vervorming veroorsaak 'n krag wat op die materiaal teen 'n hoek. Hooke se wet skeer kan soos volg uitgedruk:

τ = Gy,

waar τ - vereis krag, G konstante koëffisiënt, wat bekend staan as die afschuivingsmodulus, y - skeer hoek is die bedrag waarmee die hoek voorwerp verander.

Lineêre elastiese krag (Hooke se wet) is van toepassing slegs in 'n klein kompressie en uitbreiding. As die krag gaan voort om 'n impak op die bestudeerde voorwerp het, dan kom daar 'n punt wanneer dit sy elastiese gehalte verloor, wat bereik sy limiet van elastisiteit. Op voorwaarde dat die krag groter as die krag van weerstand. Tegnies, kan dit gesien word nie net as 'n verandering in die sigbare parameters van die materiaal nie, maar ook as 'n afname in sy weerstand. Die krag wat nodig is om die materiaal te verander, nou verminder. In sulke gevalle, 'n verandering in eienskappe van die voorwerp, dit wil sê die liggaam is nie meer in staat om te weerstaan. Ons sien in die alledaagse lewe, dit verskeur is, gebreekte, breek, ens Nie noodwendig nie, natuurlik, die integriteit van die oortreding, maar die gehalte terselfdertyd beduidend beïnvloed. En die elastisiteit koëffisiënt van die materiaal of net in die liggaam onvervormde vorm, ophou beduidende in 'n verwronge vorm te wees.

Hierdie geval maak dit moontlik om te sê dat die lineêre stelsel (direk eweredig verhouding van een parameter van 'n ander), het 'n nie-lineêre, wanneer die verhouding is verlore instellings, en verandering vind plaas op 'n ander beginsel.

Op grond van hierdie waarnemings Tomas Yung het 'n formule elastisiteitsmodulus, wat later na hom vernoem en het 'n basis vir die skepping van die teorie van elastisiteit. elastisiteitsmodulus stel ons in staat om die vervorming in ag neem wanneer die elastiese veranderinge is betekenisvol. Die wet is soos volg:

E = σ / η,

waar σ - krag toegepas word op die deursnee-area van die liggaam onder studie, η - verlenging modulus of kompressie liggaam, E - elastisiteitsmodulus definisie van die graad strek of kompressie van die liggaam onder die invloed van meganiese spanning.