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胡克定律公式

胡克定律公式

2023-08-23 16:55:29 3763瀏覽

胡克定律是力學(xué)基本定律之一,描述了理想彈簧或彈性體的彈性變形與施加的力之間的關(guān)系。適用于一切固體材料的彈性定律,它指出:在彈性限度內(nèi),物體的形變跟引起形變的外力成正比。這個(gè)定律是英國科學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)的,所以叫做胡克定律。

胡克定律公式:

表達(dá)式:F=-k·x或△F=-k·Δx

其中,F(xiàn) 表示施加在物體上的力,k 是彈性系數(shù)(也稱為彈簧剛度),x 是物體的彈性變形(位移)。-k*x 表示彈簧或彈性體的反作用力,方向與彈簧伸縮方向相反。

簡(jiǎn)而言之,胡克定律表明彈簧或彈性體的彈性變形與施加的力成正比,而且方向相反。當(dāng)施加的力增加時(shí),彈體的彈性變形也會(huì)增加,反之亦然。彈性系數(shù) k 是一個(gè)物體固有的屬性,它反映了物體所具有的剛度或柔軟程度。

胡克定律的應(yīng)用廣泛,不僅適用于理想彈簧,還可以用于描述彈性繩、彈簧懸掛的負(fù)載、彈性材料的形變等情況。通過應(yīng)用胡克定律,可以計(jì)算彈簧或彈性體的力學(xué)行為,并在工程、物理學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用和意義。

延伸閱讀:

從物理的角度看,胡克定律源于多數(shù)固體(或孤立分子)內(nèi)部的原子在無外載作用下處于穩(wěn)定平衡的狀態(tài)。

許多實(shí)際材料,如一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)、橫截面積A的棱柱形棒,在力學(xué)上都可以用胡克定律來模擬——其單位伸長(zhǎng)(或縮減)量(應(yīng)變)在常系數(shù)E(稱為彈性模量)下,與拉(或壓)應(yīng)力 σ 成正比例,即:F=-k·x或△F=-k·Δx

胡克定律用17世紀(jì)英國物理學(xué)家羅伯特·胡克的名字命名。胡克提出該定律的過程頗有趣味,他于1676年發(fā)表了一句拉丁語字謎,謎面是:ceiiinosssttuv。兩年后他公布了謎底是:ut tensio sic vis,意思是“力如伸長(zhǎng)(那樣變化)”,這正是胡克定律的中心內(nèi)容。

胡克介紹:

羅伯特·胡克,英國科學(xué)家,又譯羅伯特·虎克(RobertHooke,1635年7月18日-1703年3月3日),英國博物學(xué)家,發(fā)明家。

1635年7月18日生于英國懷特島的弗雷斯沃特村,1703年3月3日卒于倫敦。在物理學(xué)研究方面,他提出了描述材料彈性的基本定律-胡克定律,在機(jī)械制造方面,他設(shè)計(jì)制造了真空泵,顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡,并將自己用顯微鏡觀察所得寫成《顯微術(shù)》一書,細(xì)胞一詞即由他命名。在新技術(shù)發(fā)明方面,他發(fā)明的很多設(shè)備至今仍然在使用。除去科學(xué)技術(shù),胡克還在城市設(shè)計(jì)和建筑方面有著重要的貢獻(xiàn)。但由于與牛頓的爭(zhēng)論導(dǎo)致他去世后少為人知。胡克也因其興趣廣泛,貢獻(xiàn)重要而被某些科學(xué)史家稱為“倫敦的萊奧納多(達(dá)芬奇)”

力學(xué)機(jī)制有哪些?

1、浮力定律:流體靜力學(xué)的一個(gè)重要原理,它指出,浸入靜止流體中的物體受到一個(gè)浮力,其大小等于該物體所排開的流體重量,方向垂直向上并通過所排開流體的形心。這結(jié)論是阿基米德首先提出的,故稱阿基米德原理。結(jié)論對(duì)部分浸入液體中的物體同樣是正確的。同一結(jié)論還可以推廣到氣體。

2、力矩平衡原理:力矩可以使物體向不同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如果這兩個(gè)力矩的大小相等,杠桿將保持平衡。這是我們?cè)诔踔袑W(xué)過的杠桿平衡條件,是力矩平衡的最簡(jiǎn)單的情形。如果把把物體向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩規(guī)定為正力矩,使物體向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩規(guī)定為負(fù)力矩,則有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件是力矩的代數(shù)和為零。

3、杠桿原理:杠桿又分稱費(fèi)力杠桿、省力杠桿和等臂杠桿,杠桿原理也稱為“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個(gè)力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂,用代數(shù)式表示為F1· L1=F2·L2。式中,F(xiàn)1表示動(dòng)力,L1表示動(dòng)力臂,F(xiàn)2表示阻力,L2表示阻力臂。從上式可看出,要使杠桿達(dá)到平衡,動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍,阻力就是動(dòng)力的幾倍。

4、胡克定理:

胡克定律:在彈性極限內(nèi),彈性物體的應(yīng)力與應(yīng)變成正比(中學(xué)物理中解釋為受力伸長(zhǎng)量與所受外力成正比

胡克定律的內(nèi)容是:在彈性限度內(nèi),彈簧所受的拉力與形變量成正比。