胡克法的法律:声明,公式,图形,应用,限制(带PDF)

什么是胡克的法律?

胡克法的法律是与材料的性质有关的工程力学和物理学的原则。基本上有两个关于胡克法的陈述;由英国科学家发现 罗伯特胡克。第一个陈述涉及春天延伸到施用力的延伸。第二个陈述被称为弹性定律,并涉及材料的压力和菌株的关系。在本文中,我们将探讨有关胡克法律的更多细节。

胡克对泉水的法律陈述

对于弹簧,胡克的定律指出,通过一些距离(x)延伸或压缩弹簧所需的力(f)相对于该距离比例地不同。这意味着需要更多的力来伸长春天,反之亦然。

当使用力(F)拉伸像弹簧这样的弹性材料时,发生原子和分子的变形直到施加应力并且当除去应力时,它们恢复到它们的初始状态。

胡克春天的法律方程式

在数学上,Hooke为Springs的法律表示为:

f = -k.x.

在哪里, In SI unit

  • f是力量; N
  • x是弹簧的延伸或压缩;毫米
  • k是常数也称为n / m中的弹簧常数

胡克法律的负面征守是将力量解释为恢复力,该力试图将弹簧恢复到其平衡位置

让我们考虑带有负载应用程序的弹簧,如图所示。

胡克的泉水法律
图1:Hooke的Springs定律

上图(图1)显示了当在X = 0处没有载入弹簧时弹簧的稳定状态;当它被伸长到x的速度时弹簧的状况1 under the load of m1;当它被伸长到x时弹簧的状况2 在负荷m的影响下2.

根据材料,不同的弹簧将具有不同的弹簧常数。

胡克的法律声明有压力& Strain

关于材料的压力和应变,胡克的法律规定了材料的应力与其在材料的弹性极限内的应变成比例。

只要应力作用并且当移除应力时,应变将留在体内,身体将重新获得其形状。这种材料的性质称为弹性。因此,基本上,胡克的定律为弹性提供了基础,因此它被称为弹性原则或弹性定律。

胡克的法律公式

在数学上,在材料的弹性区域内,胡克的法律公式表示为

σ=eε.

在哪里,在SI单位

  • σ is the stress; Pa
  • E 是弹性或杨氏模量,PA(通常是GPA)
  • ε 是菌株,无量纲

胡克的法律图

下图(图2)显示了低碳钢材料的应力 - 应变曲线,以解释胡克定律

解释胡克法律的应力应变曲线
图2:应力应变曲线解释胡克法律

在该材料失去其弹性并表现出可塑性之后,该材料倾向于具有屈服强度点(点B)的弹性行为。.

从起源到屈服点附近的比例极限(点A)(点B),直线意味着材料遵循胡克的法律。但是,除了比例极限和屈服强度之间的弹性极限之外,该材料开始失去其弹性性质并表现出可塑性。从原点到比例极限的曲线下方的区域下降在弹性范围内。从与破裂点的比例极限下的曲线下方的区域落在塑料范围内。在塑料区,胡克的法律不适用。

在许多现实生活中,如风吹在高大的建筑物上,而一座刺耳的音乐家,变形与压力/力量成正比,胡克的法律保持良好。

胡克法的应用

胡克法律的应用如下:

  1. Hooke的法律用于所有科学和工程分支机构;为了了解弹性材料的行为,没有胡克法律的替代品。
  2. 它被用作压力计落后的基本原理,时钟的平衡轮和弹簧等级。
  3. 地震学,分子力学和声学基础。

胡克法律的局限性

尽管胡克的法律广泛用于工程,但这不是一个普遍的原则。一旦超过了材料的弹性限制,法律就不适用。通常用于出售颗粒,当变形小时,胡克的定律提供了准确的结果。在达到弹性极限之前,许多材料甚至偏离了胡克的法律。

胡克的法律计算

  • 在工程研究中,Hooke的定律方程被广泛用于计算获得所需变形所需的力。例如,在够力七星彩工程中使用的春天衣架支撑件,胡克定律用于了解弹簧携带的管材重量在允许所需的热移动时。
  • 春季常数或杨氏模量决定追随胡克的法律计算。例如,如果施加2,000n力以使弹簧移位0.5米,则根据Hooke的定律计算将弹簧常数为k = f / x = 2000 / 0.5 = 4000 n / m
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Anu Sharma.

我是一个有7+ YRS体验的够力七星彩压力工程师。我在Delhi NCR中的一名知名MNC工作。我将在这个平台上与您分享我的知识和经验。

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