스프링은 힘으로 왜곡 될 수있는 변형 가능한 항목으로, 힘이 제거되면 원래 모양으로 돌아갑니다. 물질 내부의 화학 결합의 압박감에 의해 소량의 장력이 적용될 때 대부분의 재료에 의해 경험되는 변형. 물질의 화학 구조와 존재하는 화학 결합의 특성은 강성과 밀접한 관련이 있습니다.
Hooke의 법칙에 따르면 변형의 변위 또는 진폭은 항목의 상대적으로 온화한 변형에 대한 변형력 또는 하중에 비례합니다. 법은 1660 년 영국 과학자 Robert Hooke에 의해 주어졌습니다.이 IIT-Jee 노트에서, 우리는 Hooke의 법칙의 의미와 개념을 이해하고 Hooke의 법칙이 모든 탄성 재료에 적용되는지 알아낼 것입니다.
Hooke 's Law
Hooke의 법칙에 따르면 :
f =-kx,
여기서
F는 스프링 힘
입니다K는 스프링 상수입니다
X는 스프링의 압축입니다
부정적인 부호는 회복력이 스프링 힘의 반대 방향에 있음을 나타냅니다.
여기서 k는 스프링의 일정한 요인 특성 (즉, 강성)과 X는 스프링의 전체 가능한 변형의 전망에서 볼 때 최소입니다. 하중이 제거되거나 교체되면 사물은 원래 모양과 치수로 변형됩니다. Hooke의 법칙의 탄성 거동은 정상 위치에서 구성 분자, 원자 또는 이온의 변위로 설명 할 수 있습니다.
기타리스트가 기타 끈을 연주하고 고층 빌딩에서 바람이 불고있는 것처럼 탄성 몸체가 왜곡 될 때 Hooke의 방정식은 사실입니다. 선형 탄성 또는 훅 비안 몸체 또는 물질은이 방정식을 가정 할 수있는 것입니다. Hooke의 법칙은 탄력성에 대한 전통적인 설명의 첫 번째 예입니다. 이는 왜곡 된 후 원래 모양으로 돌아갈 수있는 품목 또는 재료의 품질입니다. 왜곡 된 후 원래 모양으로 돌아 오는 능력은 "복원력"이라고합니다. 이 회복력은 종종 Hooke의 법에 따라 경험이있는“스트레치”의 양에 비례합니다.
질문에 대답하는 동안, 우리는 Hooke의 법칙이 스프링 및 기타 탄성 몸체에 대한 적용된 힘의 진정한 효과를 근사화하는 데 사용될 수 있음을 명심해야합니다. 그러나 재료의 압박 또는 스트레칭, 돌이킬 수없는 변형 또는 상태 변화에 대한 특정 제한이 있기 때문에 힘 이이 한계를 초과하면 결국 실패합니다. 탄성 한계에 도달하기 전에 일부 재료는 Hooke의 규칙에서 눈에 띄게 분기됩니다.
Hooke의 법칙은 모든 탄성 재료에 적용 할 수 있습니까?
Hooke의 법칙이 모든 탄성 재료에 적용되는 것은 아닙니다. Hooke의 법칙은 힘과 변형이 충분히 최소화되는 한 대부분의 고체 신체의 정확한 근사치입니다. 결과적으로 Hooke의 법칙은 모든 연구 및 엔지니어링 분야에 널리 적용됩니다. 지진학, 음향 및 분자 역학은이 법에 근거합니다. 그리고 스프링 스케일, 밸런스 휠 및 압력계 도이 법을 사용합니다.
Hooke의 법칙은 현대 탄성 이론에서 일반화되며, 이는 탄성 항목 또는 물질의 변형 (변형)이 스트레스에 비례합니다. 그러나 이러한 응력은 여러 개별 부분을 가질 수 있으므로 "비례 계수"는 단일 실수가 아닌 실수의 조합으로 정의 될 수있는 선형 맵이 될 수 있습니다.
.공통된 형태로,이 법은 그들이 구성된 재료의 본질적인 특성을 기반으로 복잡한 물체에 대한 변형과 스트레스 사이의 관계를 결정할 수있게합니다. 균일 한 단면이있는 균질 막대가 늘어나면 단순한 스프링처럼 행동하며, 단순한 스프링과 정확히 비례하고 길이에 반비례하는 강성 k입니다.
.Hooke의 법칙은 Hooke 's Law의 그래프를 통해 연구 될 수 있습니다. 이 그래프는 ∆L과 적용된 힘 F의 변형입니다.
Hooke 's Law의 적용
이 법은 과학 및 공학의 모든 분야에서 사용됩니다. 탄성 재료의 행동을 이해할 때 Hooke의 법칙을 대체 할 수 없습니다.
압력계, 시계의 밸런스 휠, 기타 및 스프링 스케일과 같은 것들이이 원리를 사용합니다. 지진학, 음향 및 분자 역학과 같은 많은 장치 가이 법을 기반으로 구축됩니다.
결론
Hooke의 법칙은 힘과 변위가 비례하는 지역에서만 재료의 탄성 특성을 설명합니다. Hooke의 법칙은 대안 적으로 스트레스 변형 관계로 언급 될 수 있습니다.
정상 위치로부터의 구성 분자, 원자 또는 이온의 작은 변위는 변위를 생성하는 힘에 비례한다. 대부분의 고체의 경우 힘과 변형이 최소화되면 Hooke의 법칙을 사용하여 탄성을 근사화 할 수 있습니다. 그러나 Hooke의 법칙이 모든 탄성 재료에 적용되는지 여부에 답하기 위해 모든 사람에게 적용되는 것은 아닙니다.
