Hooke의 법칙 물리학

영국의 과학자 Robert Hooke가 1660 년에 발견 한 탄력 법칙 인 Hooke의 법칙 은 물체의 상대적으로 작은 변형의 경우 변형의 변위 ​​또는 크기가 변형력 또는 하중에 직접 비례한다고 명시하고 있습니다. 이러한 조건에서 물체는 하중을 제거하면 원래 모양과 크기로 돌아갑니다. Hooke의 법칙에 따라 고체의 탄성 거동은 정상 위치에서 구성 분자, 원자 또는 이온의 작은 변위가 변위를 일으키는 힘에 비례한다는 사실로 설명 할 수 있습니다.

변형력은 신장, 압축, 압착, 굽힘 또는 비틀림에 의해 고체에 적용될 수있다. 따라서, 금속 와이어는 훅의 법칙에 따라 탄성 거동을 나타내며, 힘이 두 배가 될 때마다 가해진 힘에 의해 신장 될 때 길이의 작은 증가는 두 배가되기 때문이다. 수학적으로, Hooke의 법칙은 적용된 힘 F가 변위 또는 길이 x의 변화 k의 상수 k와 같거나 F = kx라고 말합니다. k의 값은 고려되는 탄성 재료의 종류뿐만 아니라 그 치수 및 형상에 의존한다.

적용되는 힘의 비교적 큰 값에서, 재료가 탄성을 유지하고 힘을 제거한 후에 원래의 형상 및 크기로 되돌아가더라도, 탄성 재료의 변형은 종종 후크의 법칙에 기초하여 예상되는 것보다 더 크다. Hooke의 법칙은 힘과 변위가 비례하는 범위에서만 재료의 탄성 특성을 설명합니다. (변형과 흐름 참조) 때때로 Hooke의 법칙은 F = -kx로 공식화됩니다. 이 표현에서 F는 더 이상 적용된 힘을 의미하는 것이 아니라, 탄성 물질이 원래의 치수로 되돌아 가도록하는 동일하고 반대 방향의 복원력을 의미합니다.

Hooke의 법칙은 스트레스와 긴장으로 표현 될 수도 있습니다. 응력은 외부에서 가해진 힘의 결과로 발생하는 재료 내의 단위 영역에 대한 힘입니다. 변형은 응력에 의해 생성 된 상대 변형입니다. 상대적으로 작은 응력의 경우 응력은 변형률에 비례합니다. 이 형태의 Hooke의 법칙에 대한 구체적인 표현은 부피 계수를 참조하십시오. 전단 계수; 영률.