Hooke lag

Många av oss undrade hur underbart saker beter sig när de utsätts för?

Till exempel, varför tyget, om vi sträcka ut den i alla riktningar, kan dra på under en lång tid, och vid ett tillfälle plötsligt bryta? Och varför samma experiment är mycket svårare att utföra med en penna? Vad gör motståndet hos ett material beror? Hur man bestämmer i vilken utsträckning han är mottaglig för deformation eller sträckning?

Alla dessa och många andra frågor är mer än 300 år sedan frågade mig brittiske forskaren Robert Guk. Och jag hittade svaren, nu förenas under det gemensamma namnet "Hooke lag".

Enligt hans forskning har varje material ett så kallat fjäderkonstant. Denna egenskap, som gör att materialet kan sträckas till en viss grad. elasticitetsmodul - en konstant. Detta innebär att varje material endast kan upprätthålla en viss nivå av motstånd, varefter den når nivån för permanent deformation.

I allmänhet kan Hooke lag uttryckas med formeln:

F = k / x /,

där F - en elastisk kraft, k - den redan nämnda elasticitetsmodul, och / x / - längdförändring av materialet. Vad menas med en förändring i denna indikator? Under inflytande av en kraft för att studera de ämnen, oavsett om det är en sträng, gummi eller någon annan förändring, stretching eller krymper. Genom ändring av längden i detta fall är skillnaden mellan den ursprungliga och slutliga längden av föremålet som studeras. Det vill säga, hur mycket sträckt / krympt fjäder (gummi, sträng, etc.)

Hence, att veta längden och fjäder konstant koefficient för ett givet material är det möjligt att hitta den kraft med vilken materialet är sträckt, den elastiska kraften eller liknande fortfarande hänvisas ofta till hookes lag.

Det finns också speciella fall där lagen i sin standardform som används kan inte vara. Vi talar om mätning av deformation styrka i de skjuvningsförhållanden, dvs i situationer där deformation alstrar en kraft som verkar på materialet i en vinkel. Hooke lag skjuvning kan uttryckas på följande sätt:

τ = Gy,

där τ - erforderliga kraften, G- konstant koefficient, känd som skjuvmodulen, y - är skjuvning vinkeln det belopp med vilket vinkeln har förändrats objektet.

Linear elastisk kraft (Hooke lag) gäller endast en liten kompression och expansion. Om kraften fortsätter att ha en inverkan på den studerade föremålet, då det kommer en punkt när den förlorar sin elastiska kvalitet, som når sin gräns för elasticitet. Förutsatt kraften överstiger motståndskraften. Tekniskt sett kan detta ses inte bara som en förändring i de synliga parametrarna för materialet, men också som en minskning av dess motstånd. Den kraft som krävs för att ändra materialet, nu minskas. I sådana fall, är kroppen en förändring i egenskaperna hos det föremål, som inte längre är i stånd att motstå. vi ser i vardagen, det slits, bruten, raster, etc. Inte nödvändigtvis, naturligtvis, integritet överträdelsen, men kvaliteten samtidigt påverkas nämnvärt. Och elasticiteten koefficienten hos materialet eller bara i kroppen oförvrängd form, upphör att vara betydande i en förvrängd form.

Detta fall gör det möjligt att säga att det linjära systemet (direkt proportionellt förhållande en parameter från en annan), har blivit en icke-linjär, när förhållandet går förlorad inställningar och förändring sker på en annan princip.

På grundval av dessa iakttagelser Tomas Yung skapade en formel elasticitetsmodul, som senare namngavs efter honom och har blivit en bas för skapandet av teorin om elasticitet. elasticitetsmodul tillåter oss att beakta deformationen när de elastiska förändringar är betydande. Lagen är som följer:

E = σ / η,

där σ - kraft som anbringas på tvärsnittsarean av kroppen som studeras, η - töjning modul eller kompressionskropp, E - elasticitetsmodul som definierar graden av sträckning eller sammanpressning av kroppen under inverkan av mekanisk spänning.