رئيسي علم

فيزياء قانون هوك

فيزياء قانون هوك
فيزياء قانون هوك

فيديو: الدرس السادس : قانون هوك 2024, يوليو

فيديو: الدرس السادس : قانون هوك 2024, يوليو
Anonim

قانون هوك ، قانون المرونة الذي اكتشفه العالم الإنجليزي روبرت هوك في عام 1660 ، والذي ينص على أنه بالنسبة للتشوهات الصغيرة نسبيًا لجسم ما ، فإن إزاحة التشوه أو حجمه يتناسب طرديًا مع قوة التشوه أو الحمل. في ظل هذه الظروف ، يعود الكائن إلى شكله وحجمه الأصلي عند إزالة الحمل. يمكن تفسير السلوك المرن للمواد الصلبة وفقًا لقانون هوك من خلال حقيقة أن الإزاحة الصغيرة لجزيئاتها المكونة أو ذراتها أو أيوناتها من المواضع الطبيعية تتناسب أيضًا مع القوة التي تسبب الإزاحة.

يمكن تطبيق قوة التشوه على مادة صلبة عن طريق التمدد أو الضغط أو الضغط أو الانحناء أو الالتواء. وبالتالي ، فإن السلك المعدني يظهر سلوكًا مرنًا وفقًا لقانون هوك لأن الزيادة الصغيرة في طوله عندما تتمدد بقوة مطبقة تتضاعف في كل مرة تضاعف فيها القوة. رياضيا ، ينص قانون هوك على أن القوة المطبقة F تساوي ثابت k ضرب الإزاحة أو التغيير في الطول x ، أو F = kx. لا تعتمد قيمة k فقط على نوع المادة المرنة قيد النظر ولكن أيضًا على أبعادها وشكلها.

عند القيم الكبيرة نسبيًا للقوة المطبقة ، غالبًا ما يكون تشوه المادة المرنة أكبر مما هو متوقع على أساس قانون هوك ، على الرغم من أن المادة تظل مرنة وتعود إلى شكلها الأصلي وحجمها بعد إزالة القوة. يصف قانون هوكي الخصائص المرنة للمواد فقط في النطاق الذي تتناسب فيه القوة والنزوح. (انظر التشوه والتدفق.) في بعض الأحيان يتم صياغة قانون هوك على النحو F = xkx. في هذا التعبير ، لم تعد F تعني القوة المطبقة بل تعني القوة الاستعادة المتساوية والموجهة عكسًا والتي تتسبب في عودة المواد المرنة إلى أبعادها الأصلية.

قد يتم التعبير عن قانون هوك أيضًا من حيث الإجهاد والضغط. الإجهاد هو القوة على مناطق الوحدة داخل مادة تتطور نتيجة القوة المطبقة خارجيًا. الإجهاد هو التشوه النسبي الناتج عن الإجهاد. بالنسبة للضغوط الصغيرة نسبيًا ، يكون الضغط متناسبًا مع الإجهاد. للحصول على تعبيرات معينة لقانون هوك في هذا الشكل ، انظر معامل الحجم ؛ معامل القص؛ معامل يونج.