Hooke-törvény 1
Értékelés: 5/5
A reakció ereje a rugalmas anyag a lineáris húzással vagy nyomással egyenesen arányos a relatív növekedése vagy csökkenése a hossza.
Képzeld el, hogy felvette az egyik végét a rugalmas rugó, a másik vége pedig rögzítetten szerelt, és elkezdte széthúzza vagy összenyomja. Minél többet nyomjon a tavasszal vagy nyúlik, annál ellenáll ennek. Ez ezen elv vannak elhelyezve semmilyen rugós mérleg - legyen rugós mérleg (ez feszített rugó) vagy tavasszal skála, platform (rugó összenyomódik). Mindenesetre, a tavaszi deformáció ellenálló hatása alatt a teher súlya, és az erő a gravitációs vonzása mért tömeget a Föld egyensúlyban rugalmas erő a tavasz. Így tudjuk mérni a tömegét súlyú tárgyat a lehajlás a rugó végét a normális helyzetbe.
Az első igazán tudományos tanulmány a folyamat a rugalmas nyújtás és összenyomás az ügy hozott Robert Hooke. Kezdetben ő használta a tapasztalat sem tavasszal, mint egy húr, mérni, hogyan kell terjeszteni a hatása alatt különböző erőhatásokat az egyik végén, a másik vége mereven rögzítve. Azt találta, hogy egy bizonyos határt húr feszített szigorúan arányos az alkalmazott erő, amíg el nem éri a rugalmas alakváltozás határa (rugalmasság), és nem kezd alávetni visszafordíthatatlan nemlineáris alakváltozás (cm. Alább). Az egyenlet formájában Hooke-törvény van írva a következő formában:
ahol F - erő a rugalmas ellenállást a string, X - a lineáris nyújtás vagy kompressziós, k - az úgynevezett rugóállandója. Minél magasabb k. A merevebb a húr, és annál nehezebb támadható húzó vagy nyomó. A mínusz jel a képlet azt jelzi, hogy a húr deformáció ellenálló: a feszültség hajlamos lerövidíti, és a kompressziós - egyenesbe.
Hooke-törvény volt az alapja a mechanika, az úgynevezett elmélet rugalmassága. Kiderült, hogy ez sokkal szélesebb körű alkalmazását, mint az atomok egy szilárd viselkednek, mintha összekapcsolt húrok, amely rugalmasan kapcsolódik a tömeges kristályrácsban. Így kevés rugalmas alakváltozás rugalmas anyagból ható erők is leírják Hooke-törvény, hanem egy bonyolultabb formában. Az elmélet rugalmassága, Hooke-törvény a következő alakú:
ahol σ - törzs (specifikus erő, amelyet a keresztmetszeti területe a test), η - nyúlás, illetve összehúzódása a húr, E - az úgynevezett Young-modulusa. vagy a rugalmassági modulusa. Ez ugyanazt a szerepet játssza, hogy a rugalmas k együtthatót. Attól függ, hogy az anyag tulajdonságait és meghatározza, hogyan feszített vagy összenyomott test rugalmas deformációja befolyása alatt mechanikai feszültség az egység.
Tény, hogy Thomas Young sokkal jobban ismert a tudomány, mint az egyik támogatója a hullám fény természete, kidolgozott elmélet meggyőző tapasztalat ketté a fénysugár két gerenda annak megerősítése (lásd. Komplementaritás elvét és a beavatkozás), akkor nem kétséges, hűséget a hullám elmélet a fény senki sem maradt (bár végéig öltözteti a gondolatokat egy szigorú matematikai formában Jung és sikertelen). Általánosságban elmondható, a Young-modulus az egyik a három érték, amely lehetővé teszi, hogy leírja a szilárd anyagot választ az alkalmazott külső erő hozzá. A második - egy eltolhatóegység (leírja, hogy az anyag által kiszorított erő érintőlegesen a felszínre), és a harmadik - a Poisson-tényező (leírja, hogyan szilárd vékonyabb kinyújtva). Az utóbbi névadója a francia matematikus Simeon Denis Poisson (Siméon Denis Poisson, 1781-1840).
Persze, Hooke-törvény, még a forma javult Jung nem írja le mindent, ami történik a szilárd hatása alatt a külső erők. Képzeljünk el egy gumiszalag. Ha ez nem nyúlik túl sok, ott lesz a visszatérési erő a rugalmas feszültség egy gumiszalag, és ha elengedi, akkor azonnal találkozik, és elviszi a korábbi formában. Ha nyúlik egy gumiszalag, majd előbb vagy utóbb, akkor elveszíti rugalmasságát, és úgy fogja érezni, hogy az erős szakítószilárdság gyengült. Szóval átlépte az úgynevezett határ anyagának rugalmassági. Ha húzza a gumi, majd egy idő után, akkor nullszaldós, és az ellenállás teljesen eltűnik - ez Ön átlépte az úgynevezett töréspontot.
Más szóval, a Hooke-törvény csak akkor érvényes, egy viszonylag kis nyomás vagy húzás. Mindaddig, amíg az anyag megtartja elasztikus tulajdonságai, a deformáióerőket egyenesen arányos a mérete, és van dolga a lineáris rendszer - minden egyenlő a növekmény az alkalmazott erő felel meg az egyenlő növekménnyel törzs. Meg kell húzni a gumi rugalmassági határa. és interatomi kötések az anyag a rugós első gyengült, majd szakadt - és az egyszerű lineáris egyenlet Hooke megszűnik leírni, hogy mi történik. Ebben az esetben azt mondjuk, hogy a rendszer vált a nem-lineáris. Ma a tanulmány a nemlineáris rendszerek és folyamatok egyik fő fejlesztési irányok a fizika.