Utama sains

Fizik undang-undang Hooke

Fizik undang-undang Hooke
Fizik undang-undang Hooke

Video: Hooke's law: the force of elasticity is proportional to deformation. Formulas physics and mechanics 2024, Julai

Video: Hooke's law: the force of elasticity is proportional to deformation. Formulas physics and mechanics 2024, Julai
Anonim

Hukum Hooke, hukum keanjalan yang ditemui oleh saintis Inggeris Robert Hooke pada tahun 1660, yang menyatakan bahawa, untuk ubah bentuk objek yang agak kecil, perpindahan atau ukuran ubah bentuknya berkadar langsung dengan daya atau beban ubah bentuk. Di bawah keadaan ini objek kembali ke bentuk dan ukuran asalnya setelah penghapusan beban. Tingkah laku elastik pepejal menurut undang-undang Hooke dapat dijelaskan oleh fakta bahawa anjakan kecil molekul konstituen, atom, atau ion dari kedudukan normal juga sebanding dengan daya yang menyebabkan perpindahan tersebut.

Daya ubah bentuk boleh dikenakan pada pepejal dengan meregangkan, memampatkan, memerah, membongkok, atau memutar. Oleh itu, wayar logam memperlihatkan tingkah laku elastik menurut undang-undang Hooke kerana peningkatan panjangnya apabila diregangkan oleh daya yang dikenakan berlipat ganda setiap kali daya digandakan. Secara matematik, undang-undang Hooke menyatakan bahawa daya yang dikenakan F sama dengan pemalar k kali perpindahan atau perubahan panjang x, atau F = kx. Nilai k tidak hanya bergantung pada jenis bahan elastik yang dipertimbangkan tetapi juga pada dimensi dan bentuknya.

Pada nilai daya yang relatif besar, ubah bentuk bahan elastik selalunya lebih besar daripada yang dijangkakan berdasarkan hukum Hooke, walaupun bahan tersebut tetap elastik dan kembali ke bentuk dan ukuran aslinya setelah penyingkiran gaya tersebut. Hukum Hooke menerangkan sifat elastik bahan hanya dalam julat di mana daya dan anjakan berkadar. (Lihat ubah bentuk dan aliran.) Kadang-kadang undang-undang Hooke dirumuskan sebagai F = xkx. Dalam ungkapan ini, F tidak lagi bermaksud daya yang digunakan tetapi bermaksud daya pemulihan yang sama dan bertentangan yang menyebabkan bahan elastik kembali ke dimensi asalnya.

Hukum Hooke juga boleh dinyatakan dalam keadaan tekanan dan tekanan. Tekanan adalah daya pada kawasan unit dalam bahan yang berkembang akibat daya yang digunakan secara luaran. Ketegangan adalah ubah bentuk relatif yang dihasilkan oleh tekanan. Untuk tekanan yang agak kecil, tekanan berkadar dengan tekanan. Untuk ungkapan tertentu undang-undang Hooke dalam bentuk ini, lihat modulus pukal; modulus ricih; Modulus Young.