Hookejev zakon

Koliko se nas pitalo kako se predmeti ponašaju nevjerojatno kada su izloženi njima?

Na primjer, zašto se tkanina, ako ga se proteže u različitim smjerovima, može dugo povući i odmah iznenaditi? I zašto je isti eksperiment mnogo teže držati olovkom? Što određuje otpornost materijala? Kako možete odrediti do koje mjere može biti deformiran ili rastegnut?

Sva ta i mnoga druga pitanja prije više od 300 godina postavila su se na engleski istraživač Robert Hooke. I pronašao je odgovore, sada sjedinjene pod općim naslovom "Hooke`s Law".

Prema njegovim istraživanjima, svaki materijal ima tzv koeficijent elastičnosti. Ova svojstva omogućuju da se materijal proteže unutar određenih granica. Koeficijent elastičnosti je konstantan. To znači da svaki materijal može izdržati samo određenu razinu otpornosti, nakon čega doseže razinu nepovratne deformacije.

Općenito, Hookejev zakon može se izraziti formulom:

F = k / x /,

gdje je F elastična sila, k je već spomenuti elastični koeficijent, i / x / je promjena duljine materijala. Što se podrazumijeva mijenjanjem ovog pokazatelja? Pod utjecajem sile, određeni predmet koji se proučava, bilo da je to niz, guma ili bilo koji drugi, mijenja, rasteže ili se smanjuje. Promjena duljine u ovom slučaju je razlika između izvorne i završne duljine predmeta koji se proučava. To jest, koliko je proljeće rastegnuto / ugovoreno (guma, žica itd.)

Dakle, znajući duljinu i konstantni koeficijent elastičnosti za određeni materijal, može se pronaći snaga kojom se materijal rasteže, ili sila elastičnosti, kao što se često naziva Zakonom Hooke.

Postoje i posebni slučajevi u kojima se ovaj zakon ne može koristiti u njegovom standardnom obliku. Radi se o mjerenju sile deformacije u uvjetima stiskanja, tj. U situacijama u kojima se deformacija stvara određenom silom koja djeluje na materijal pod kutom. Hookeov zakon pod smicanjem može se izraziti na sljedeći način:

tau = Gy,

gdje Ta je potrebna sila, G je konstantni koeficijent poznat kao modul smicanja, y je kut smicanja, vrijednost kojom se nagib kuta objekta promijenio.

linearan elastična sila (Hooke`s Law) primjenjivo je samo pod uvjetima malih kontrakcija i sojeva. Ako sila i dalje utječe na subjekt, tada dolazi do točke kada izgubi svoje elastičnosti, tj. Dosegne granicu elastičnosti. Sila koja se vrši nadilazi silu otpora. Tehnički, to se može vidjeti ne samo kao promjenu vidljivih parametara materijala, već i kao smanjenje njegove otpornosti. Sila koja je potrebna za promjenu materijala sada je smanjena. U takvim slučajevima, svojstva objekta mijenjaju se, tj. Tijelo više ne može odoljeti. U običnom životu vidimo da su suze, pauze, pucanja itd. Naravno, nije nužno prekršiti integritet, ali kvaliteta u ovom slučaju značajno je pogođena. A koeficijent elastičnosti, koji vrijedi za materijal ili tijelo u nepravilnom obliku, prestaje biti značajan u obliku iskrivljenog.

Ovaj slučaj omogućuje nam da kažemo da je linearni sustav (izravno proporcionalan ovisnosti jednog parametra s druge strane) postao nelinearan kada je izgubljena međuovisnost parametara, a promjena se događa u skladu s drugim principom.

Na temelju takvih promatranja Thomas Young stvorio je elastičnu modulusnu formulu, koja je kasnije proglašena u njegovu čast i postala temelj za stvaranje Teorije elastičnosti. Modul elastičnosti omogućuje razmotriti deformaciju u slučajevima kada su promjene elastičnosti značajne. Zakon ima oblik:

E = sigma- / eta-,

gdje sigma- je sila koja se primjenjuje na poprečno presječno područje ispitivanog tijela, eta- je modul elongacije ili kontrakcije tijela, E je modul elastičnosti koji određuje stupanj istezanja ili kontrakcije tijela pod utjecajem mehanički stres.