HOOKE의 법칙은 무엇입니까?

Send

봄은 인간 공학과 창의력의 경이입니다. 이러한 기능을 통해 많은 인공물을 만들 수 있으며, 대부분 17 세기 말과 18 세기 동안 과학 혁명의 일환으로 등장했습니다.

기계식 에너지를 저장하는 데 사용되는 탄성 물체로서 자동차 서스펜션 시스템, 진자 시계, 핸드 쉬어, 와인딩 완구, 시계, 쥐 함정, 디지털 마이크로 미러 장치 및 물론 그러한 것들을 가능하게하는 응용 분야가 광범위합니다. , 슬링 키.

수세기에 걸쳐 발명 된 많은 다른 장치들과 같이, 역학에 대한 기본적인 이해는 그것이 널리 사용되기 전에 필요합니다. 스프링의 관점에서 이것은 훅의 법칙으로 알려진 탄성, 비틀림 및 힘의 법칙을 이해하는 것을 의미합니다.

Hooke 's Law는 물리학의 원리로, 스프링을 일정 거리만큼 연장하거나 압축하는 데 필요한 힘은 그 거리에 비례한다고 말합니다. 이 법은 17 세기 영국 물리학 자 Robert Hooke의 이름을 따서 명명되었으며, 스프링에 가해지는 힘과 탄성 사이의 관계를 보여 주려고 노력했습니다.

그는 1660 년에 법을 라틴어 아나그램으로 선언 한 후 1678 년에 utsio, sic vis – 번역은 "확장으로 힘"또는 "확장은 힘에 비례합니다"를 의미합니다.

이것은 수학적으로 다음과 같이 표현 될 수 있습니다 F = -kX, 어디 에프 스프링에 가해지는 힘 (변형 또는 응력의 형태); 엑스 스프링이 변위되면, 스프링이 일단 신장되면 스프링의 변위를 나타내는 음의 값; 과 케이 스프링 상수이며 강성이 얼마나되는지 자세히 설명합니다.

Hooke의 법칙은 탄성에 대한 설명의 첫 번째 고전적인 예입니다. 이것은 물체 또는 재료의 특성으로 왜곡 후 원래 모양으로 복원됩니다. 왜곡 현상이 발생한 후 정상적인 모양으로 되돌아가는 기능을 "복원력"이라고합니다. Hooke의 법칙으로 이해되는이 복원력은 일반적으로 경험 한 "스트레치"의 양에 비례합니다.

훅의 법칙은 스프링의 거동을 지배 할뿐 아니라 탄성체가 변형되는 다른 많은 상황에도 적용됩니다. 여기에는 풍선을 팽창시키고 고무 밴드를 당기는 것에서부터 고층 건물이 구부러 지거나 흔들리는 데 필요한 바람의 양을 측정하는 것에 이르기까지 모든 것이 포함될 수 있습니다.

이 법은 기계식 시계, 휴대용 시계, 스프링 스케일 및 압력계 (일명 압력계)의 생성을 가능하게하는 밸런스 휠의 생성과 함께 많은 중요한 실제 적용을 가졌습니다. 또한, 모든 변형체가 (변형력이 충분히 작은 한) 모든 근사치에 가깝기 때문에, 많은 과학 및 공학 분야도이 법칙을 채택한 것에 대해 Hooke에게 빚을지고있다. 여기에는 지진학, 분자 역학 및 음향 분야가 포함됩니다.

그러나 대부분의 고전 역학처럼 Hooke 's Law는 제한된 참조 프레임 내에서만 작동합니다. 영구적 인 변형이나 상태 변화없이 특정 최소 크기 이상 (또는 최대 크기 이상으로 신축)이있는 재료는 압축 할 수 없으므로 제한된 양의 힘이나 변형이있는 한 적용됩니다. 실제로, 탄성 한계에 도달하기 전에 많은 자료가 Hooke의 법칙에서 현저하게 벗어납니다.

여전히 일반적인 형태로 Hooke 's Law는 Newton의 정적 평형 법과 호환됩니다. 함께 그들은 복잡한 물체에 대한 변형과 응력 사이의 관계를 그것이 만들어내는 성질의 본질적인 재료의 관점에서 추론 할 수있게한다. 예를 들어, 균일 한 단면을 가진 균질 막대가 팽팽하게 뻗어있을 때 단단한 스프링처럼 작용한다고 추론 할 수 있습니다 (케이)는 단면적에 직접 비례하고 길이에 반비례합니다.