Chủ YếU khoa học

Vật lý định luật Hooke

Vật lý định luật Hooke
Vật lý định luật Hooke

Video: Bài giảng Vật lý lớp 10 - Động học chất điểm - Định luật hooke - Cadasa.vn 2024, Tháng BảY

Video: Bài giảng Vật lý lớp 10 - Động học chất điểm - Định luật hooke - Cadasa.vn 2024, Tháng BảY
Anonim

Định luật Hooke, định luật đàn hồi được phát hiện bởi nhà khoa học người Anh Robert Hooke năm 1660, trong đó nêu rõ, đối với các biến dạng tương đối nhỏ của vật thể, độ dịch chuyển hoặc kích thước của biến dạng tỷ lệ thuận với lực hoặc tải trọng biến dạng. Trong các điều kiện này, đối tượng trở về hình dạng và kích thước ban đầu khi loại bỏ tải. Hành vi đàn hồi của chất rắn theo định luật Hooke có thể được giải thích bởi thực tế là sự dịch chuyển nhỏ của các phân tử cấu thành, nguyên tử hoặc ion của chúng từ các vị trí bình thường cũng tỷ lệ thuận với lực gây ra sự dịch chuyển.

Lực biến dạng có thể được áp dụng cho vật rắn bằng cách kéo dài, nén, ép, uốn hoặc xoắn. Do đó, một dây kim loại thể hiện hành vi đàn hồi theo định luật Hooke vì sự tăng nhỏ về chiều dài của nó khi bị kéo căng bởi một lực tác dụng tăng gấp đôi mỗi lần lực được nhân đôi. Về mặt toán học, định luật Hooke tuyên bố rằng lực F ứng dụng bằng một hằng số k nhân với độ dịch chuyển hoặc thay đổi chiều dài x, hoặc F = kx. Giá trị của k không chỉ phụ thuộc vào loại vật liệu đàn hồi đang được xem xét mà còn phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của nó.

Ở các giá trị tương đối lớn của lực tác dụng, biến dạng của vật liệu đàn hồi thường lớn hơn mong đợi dựa trên định luật Hooke, mặc dù vật liệu vẫn đàn hồi và trở về hình dạng và kích thước ban đầu sau khi loại bỏ lực. Định luật Hooke mô tả các tính chất đàn hồi của vật liệu chỉ trong phạm vi mà lực và chuyển vị tỷ lệ thuận với nhau. (Xem biến dạng và dòng chảy.) Đôi khi định luật Hooke được xây dựng là F = kx. Trong biểu thức này F không còn có nghĩa là lực tác dụng mà thay vào đó có nghĩa là lực phục hồi có hướng bằng nhau và ngược chiều làm cho vật liệu đàn hồi trở về kích thước ban đầu.

Luật của Hooke cũng có thể được thể hiện dưới dạng căng thẳng và căng thẳng. Ứng suất là lực tác dụng lên các đơn vị diện tích trong một vật liệu phát triển do kết quả của lực tác dụng bên ngoài. Strain là biến dạng tương đối được tạo ra bởi căng thẳng. Đối với các ứng suất tương đối nhỏ, ứng suất tỷ lệ thuận với độ căng. Đối với các biểu thức cụ thể của luật Hooke trong hình thức này, xem mô-đun số lượng lớn; mô đun cắt; Mô đun trẻ.