일정량의 힘을 경험하는 물체의 경우 응력-변형 곡선은 물체의 응용 응력과 변형 사이의 관계를 제공합니다. 이것은 Hooke의 법칙이라고도합니다. Hooke의 법칙은 수학적으로 도출 될 수 있으며, 이는 다른 재료의 탄성 계수를 계산하는 데 도움이됩니다. 다음 기사는 후크의 법칙을 설명하고 왜 후크의 법칙이 부정적인가?
Hooke 's Law
영국 물리학 자 Robert Hooke는 1660 년에 물체의 스트레스와 변형 사이의 관계를 제안했다. 이 관계를 Hooke의 법칙이라고합니다. Hooke의 법칙은 다양한 재료의 물리와 탄력성을 이해하는 기본 원칙 중 하나입니다. Hooke의 법칙에 따르면 나머지 위치에서 물체의 위치에서 변위 또는 변형은 물체에 적용되는 힘의 양에 직접 비례합니다.
응용력이 제거되면 객체는 원래 형태와 치수로 돌아갑니다. Hooke의 법칙에 따르면, 물체가 외부 힘의 영향으로 스트레스와 변형 조건을 겪을 때, 물체가 경험하는 총 스트레스의 양은 같은 물체가 경험하는 변형의 양에 직접 비례합니다.
.응력 ∝ 스트레인
응력 =K.strain
파생
Hooke의 법칙을 이해하고 수학적 해결책을 도출하려면 다음 표현이 주어졌습니다.
f =k.x
위의 방정식에서 f는 물체에 적용되는 힘이고, 주어진 방정식의 적용된 힘은 일정하다고 간주됩니다. K는 상수로 정의되며 상수의 값은 스프링 길이의 변위 또는 변화의 k 배와 같습니다. 이 길이는 x로 표시됩니다.
여기서,
f =물체에 적용되는 힘
k =물체의 변위에 대한 상수
x =물체의 총 변위
변위 또는 탄성 변위 (k)의 상수는 물체의 구성, 크기 및 물체의 형태에 의존합니다. 동일한 물체에 큰 힘이 적용되면 물체가 경험하는 변형은 Hooke의 법칙에 의해 예상되는 것보다 훨씬 많습니다. 우리는 주어진 재료가 제거 될 때 원래 크기로 돌아갈 경우에만 탄성을 나타낼 것이라고 말할 수 있습니다.
압축성에 적용되는 힘을 회복력이라고합니다. 이 힘은 변위의 상수와 동일하며, 이는 정상적인 위치에서 경험 한 모든 변형을 곱합니다.
f =-k.x
여기서,
f =물체의 복원력
k =탄성의 상수,
x =물체의 변위,
왜 후크의 법칙이 때때로 부정적인가?
질문이 발생할 수 있습니다. 왜 Hooke의 법칙이 때때로 부정적인가? Hooke의 법칙은 우리가 알고 있듯이 외부 힘을 경험하는 대상의 복원력에 대한 표현을 제공합니다. 복원력은 적용된 힘의 반대 방향으로 작용하기 때문에 계산에서 -VE로 간주됩니다.
해결 된 예
왜 Hooke의 법칙이 때때로 부정적인 지 이해합시다.
example1. 실이 10cm/ dyne 힘 상수로 20cm로 당겨지면. 그런 다음 스레드에 가해지는 완전한 힘을 찾으십시오.
솔루션 :
주어진 매개 변수는
입니다힘 상수,
k =10 cm/dyne,
스프링의 변위,
x =20 cm
Hooke 's Law,
f =- k x
=- 10 × 20 cm
=- 200 n
예제 2. 실의 조각에 5m의 실에 의해 50N 변위력이 적용된 힘 상수 (k)가 있다고 가정합니다.
솔루션 :
여기서 주어진 값은
입니다force f =50 n,
변위, x =5 m.
Hooke의 법칙은
입니다k =- f/x
k =- 50 / 5
k =- 10 n/m.
예 3. 10 cm 거리에 의해 압축 될 수있는 스프링이 있다고 가정합니다. 주어진 스레드에 1000 n의 적용된 힘이있는 경우. 주어진 충격 흡수 스프링에 대한 힘 상수 K의 값이 있습니까?
솔루션 :
크기가 1000 N 인 스프링에 특정 힘이 가해지면 스프링은
와 동일하고 반대되는 복원력을 갖습니다.스프링은 -1000 n 크기의 동일하고 반대 복원력을 적용하고 있습니다.
스프링은 5.00 cm의 변위를 겪습니다.
x =10 cm
또는
x =(10.00) (1/100)
x =0.1 m
힘 상수의 값은 Hooke의 법칙 공식을 재정렬하여 찾을 수 있습니다
f =-kx,
k =-f/x
k =-(-1000 n) /0.1 m
k =1000n/0.1 m
k =10,000 n/m
충격 흡수 스프링의 스프링 상수 (k) 값은 10,000 N/m입니다.
결론
Hooke의 법칙은 다른 재료의 변형 또는 변위 계수에 대한 표현을 제공합니다. Hooke의 법칙에 따르면 외부 힘의 영향을받는 물체가 경험하는 스트레스와 긴장은 직접 비율이 높습니다. Hooke의 법칙에 의해 주어진 관계는 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
응력 ∝ 스트레인
Hooke의 법칙 표현의 음수 값은 물체가 적용한 동일한 구속력의 반대되는 특성을 나타냅니다. 또한 Hooke의 법칙에 때때로 부정적인 질문이있는 이유에 대한 해결책을 살펴 봅니다. 위의 기사는 Hooke의 법칙이 때때로 부정적인 이유를 설명합니다
