Hooken laki

Monet meistä miettinyt, miten ihanan asiat käyttäytyvät joutuessaan alttiiksi?

Miksi esimerkiksi kangas, jos venyttää sitä kaikkiin suuntiin, voi vetää pitkään, ja jossain vaiheessa yllättäen tauko? Ja miksi sama koe on paljon vaikeampi toteuttaa kynällä? Mitä kestävyys materiaalin riippuu? Miten määritellä, missä määrin hän voi hakea muodonmuutoksia tai venyttely?

Kaikki nämä ja monet muut kysymykset yli 300 vuotta sitten kysynyt itseltäni brittiläinen tutkija Robert Guk. Ja löysin vastauksia, nyt yhdistynyt yhteisellä nimellä "Hooken laki".

Mukaan hänen tutkimuksensa, jokainen materiaali on ns jousivakio. Tämä ominaisuus, joka mahdollistaa materiaalin venytetty jossain määrin. kimmoisuuskerroin - vakio. Tämä tarkoittaa, että kukin materiaali voidaan vain ylläpitää tietyn tason resistenssin, jonka jälkeen se saavuttaa tason pysyvää muodonmuutosta.

Yleensä Hooke laki voidaan esittää kaavalla:

F = k / x /,

jossa F - elastinen voima, k - jo mainittu kimmomoduuli, ja / x / - pituuden muutoksen materiaalin. Mitä tarkoitetaan muutosta tämä indikaattori? Vaikutuksen alaisena voiman tutkia aiheita, onko merkkijono, kumi tai muu muutos, venyttämällä tai kutistuu. Pituutta muuttamalla tässä tapauksessa on ero alkuperäisen ja lopullisen olevan esineen pituuteen tutkitaan. Toisin sanoen, kuinka paljon venytetty / kutistunut kevät (kumi, string, jne)

Siksi, tietäen pituus ja jousivakio kerroin tietyn materiaalin, on mahdollista löytää voimaa, jolla materiaalia venytetään, elastinen voima tai vastaavan vielä usein kutsutaan Hooken lakia.

Saatavilla on myös tapauksia, joissa lakia sen vakiolomake käytetään voi olla. Puhumme muodonmuutoksen mittaamiseksi voimaa leikkauksen olosuhteissa, eli tilanteissa, joissa muodonmuutos tuottaa voima, joka vaikuttaa materiaalin kulmassa. Hooken laki leikkaus- voidaan ilmaista seuraavasti:

τ = Gy,

jossa τ - vaadittua voimaa, g- vakio kerroin, joka tunnetaan leikkausmoduuli, y - leikkauskulma on määrä, jossa kulma on muuttunut esine.

Lineaarinen elastinen voima (Hooken laki) sovelletaan vain pieni puristus ja paisunta. Jos voima on edelleen vaikutusta tutkittiin objekti, niin siellä tulee kohta, kun se menettää elastisia laatua, joka on saavuttamassa rajansa jousto. Edellyttäen, että voima voittaa resistenssin. Teknisesti tämä voidaan nähdä ei ainoastaan muutoksen näkyvän parametrien materiaalia, mutta myös vähenemisenä sen kestävyys. Tarvittava voima muuttaa materiaalin, nyt vähentää. Tällaisissa tapauksissa, muutos objektin ominaisuudet, eli elimistö ei enää pysty vastustamaan. näemme jokapäiväisessä elämässä, se on revitty, rikki, taukoja, jne Ei välttämättä, tietenkin, eheyden rikkomisesta, mutta laatu samalla merkittävästi vaikuttanut. Ja elastisuus kerroin materiaalin tai juuri kehon vääristymättömän muoto, lakkaa olemasta merkittävä vääristynyt muodossa.

Tässä tapauksessa on mahdollista sanoa, että lineaarinen järjestelmä (suoraan verrannollinen suhde yhden parametrin toisen), on tullut ei-lineaarinen, kun suhde on menetetty asetuksia, ja muutos tapahtuu eri periaatetta.

Perusteella näiden havaintojen Tomas Yung luonut kaava kimmomoduuli, joka on myöhemmin nimetty hänelle on tullut pohjan luomiseksi kimmoisuusteorian. kimmomoduuli voimme harkita muodonmuutos elastisen muutokset ovat merkittäviä. Laki on seuraava:

E = σ / η,

jossa σ - voima poikkipinta-ala kehon tutkittavan, η - venymä moduuli tai puristusrungossa, E - kimmomoduuli ja määrittelee venytys tai puristus kehon vaikutuksen alaisena mekaanista rasitusta.