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胡克定律物理

胡克定律物理
胡克定律物理
Anonim

胡克定律,弹性定律由英国科学家罗伯特·胡克(Robert Hooke)在1660年发现,该定律指出,对于物体相对较小的变形,变形的位移或大小与变形力或载荷成正比。在这些条件下,物体在去除负载后会恢复其原始形状和大小。根据胡克定律,固体的弹性行为可以通过以下事实来解释:其组成分子,原子或离子从正常位置的小位移也与引起位移的力成比例。

变形力可以通过拉伸,压缩,挤压,弯曲或扭曲而施加到固体上。因此,金属线表现出根据胡克定律的弹性行为,因为每当力被加倍时,当被施加的力拉伸时,金属线的长度的微小增加就会加倍。在数学上,胡克定律指出施加的力F等于常数k乘以位移或长度x的变化,即F = kx。k的值不仅取决于所考虑的弹性材料的种类,还取决于其尺寸和形状。

在较大的作用力值下,弹性材料的变形通常会比基于胡克定律所预期的大,即使该材料保持弹性并在去除力后恢复其原始形状和尺寸。胡克定律仅在力和位移成比例的范围内描述材料的弹性特性。(请参见变形和流动。)有时,胡克定律公式为F = −kx。在该表达式中,F不再表示施加的力,而是表示使弹性材料返回其原始尺寸的相等且方向相反的恢复力。

胡克定律也可以用应力和应变来表示。应力是由于外部施加的力而在材料内的单位面积上产生的力。应变是应力产生的相对变形。对于较小的应力,应力与应变成正比。有关以这种形式表示的胡克定律的特定表达式,请参见体积模量。剪切模量 杨氏模量。