Hookes lov

Mange av oss lurte på hvor fantastisk ting oppfører seg når de utsettes for?

For eksempel, hvorfor stoffet, hvis vi strekke det i alle retninger, kan dra på i lang tid, og på et tidspunkt plutselig bryte? Og hvorfor gjøre det samme eksperimentet er mye vanskeligere å gjennomføre med en blyant? Hva gjør motstand av et materiale avhenger? Hvordan avgjøre i hvilken grad han er mottakelig for deformasjon eller strekk?

Alle disse og mange andre spørsmål mer enn 300 år siden spurte meg selv britiske forskeren Robert Guk. Og jeg fant svarene, nå forent under felles navn "Hookes lov".

Ifølge sin forskning, har hvert materiale en såkalt våren konstant. Denne egenskapen, som tillater at materialet strekkes i en viss grad. elastisitets - en konstant. Dette betyr at hvert materiale kan bare opprettholde et visst nivå av motstand, hvoretter den når nivået til permanent deformasjon.

Generelt kan Hookes lov kan uttrykkes ved formelen:

F = k / x /,

hvor F - en elastisk kraft, k - den allerede nevnte elastisitetsmodul, og / x / - lengdeendring av materialet. Hva menes med en endring i denne indikatoren? Under påvirkning av en kraft for å studere fag, hvorvidt det er en streng av gummi eller hvilken som helst annen forandring, strekking eller krymping. Ved å forandre lengden i dette tilfellet er forskjellen mellom den opprinnelige og endelige lengden av gjenstanden som skal undersøkes. Det vil si, hvor mye strukket / krympet fjær (gummi, streng, etc.)

Således kjenner lengden og fjærkonstanten koeffisient for et gitt materiale, er det mulig å finne den kraft med hvilken materialet blir strukket, den elastiske kraft eller lignende, fremdeles ofte referert til Hookes lov.

Det finnes også spesielle tilfeller der loven i sin standard skjema som brukes kan ikke være. Det er snakk om å måle deformasjon styrke i skjærbetingelser, det vil si, i situasjoner hvor deformasjon frembringer en kraft som virker på materialet i en vinkel. Hookes lov skjær kan uttrykkes som følger:

τ = Gy,

hvor τ - nødvendige kraften, G- konstant koeffisient, kjent som skjærmodul, y - er skjærvinkel det beløp med hvilket vinkel har endret objekt.

Lineær elastisk kraft (Hookes lov) kan anvendes bare i en liten kompresjon og ekspansjon. Hvis kraften fortsetter å ha en innvirkning på studert objekt, så det kommer et punkt når det mister sin elastisk kvalitet, som nådde sin grense av elastisitet. Forutsatt at denne kraft overskrider den motstandskraft. Teknisk sett kan dette sees ikke bare som en endring i de synlige parametere av materialet, men også som en nedgang i dens motstand. Den kraft som kreves for å endre materialet, nå redusert. I slike tilfeller vil en endring i egenskapene av objektet, det vil si, er legemet ikke lenger er i stand til å motstå. vi ser i hverdagen, det er revet, knust, pauser, etc. Ikke nødvendigvis, selvfølgelig, integriteten til overtredelsen, men kvaliteten samtidig betydelig påvirket. Og elastisiteten koeffisient av materialet, eller bare i legemet uforvrengte form, opphører å være av betydning i en forvrengt form.

Dette tilfelle gjør det mulig å si at det lineære system (direkte proporsjonalt forhold til en parameter fra hverandre), er blitt en ikke-lineær, når forholdet er tapt innstillinger, og endringen finner sted på et annet prinsipp.

På grunnlag av disse observasjoner Tomas Yung opprettet en formel elastisitetsmodul, som senere ble oppkalt etter ham, og har blitt en base for dannelse av teorien av elastisitet. elastisitetsmodul tillater oss å vurdere deformasjon når de elastiske endringene er betydelige. Loven er som følger:

E = σ / η,

hvor σ - kraften som anvendes på tverrsnittsarealet av legemet som undersøkes, η - forlengelse modul eller presslegeme, E - elastisitetsmodul som definerer graden av strekking eller sammenpressing av legemet under påvirkning av mekaniske påkjenninger.