フックの法則

私たちの多くはにさらされたときに、物事がどのように動作するかを素晴らしくだろうか？

たとえば、なぜファブリックは、我々はすべての方向にそれを伸ばす場合は、長い時間のためにドラッグすることができ、1つの時点で突然壊れますか？ そして、なぜ同じ実験を鉛筆で実行するためにはるかに困難であるのですか？ 材料の抵抗は何を依存していますか？ どのように彼は変形やストレッチングを受け入れられる程度を決定するには？

300年以上も前のすべてのこれらおよび他の多くの質問が自分自身に英国の研究者尋ねた ロバート・ガック。 そして私は今、一般名「フックの法則」の下に団結の答えを見つけました。

彼の研究によると、各材料は、いわゆるバネ定数を持っています。 材料はある程度まで延伸することを可能にするこのプロパティは、。 弾性係数 - 定数。 これは、各材料のみが永久変形のレベルに達した後の抵抗の一定レベルを維持することができることを意味します。

一般的には、フックの法則は、次式で表すことができます。

F = K / X /、

ここで、F - 弾性力、K - 既に述べた弾性率、及び/ X / - 材料の長さの変化。 何この指標の変化を意味していますか？ 科目を勉強する力の影響下で、それは文字列、ゴムまたはその他の変更であるかどうか、伸張または縮小。 この場合の長さを変えることによって研究されたオブジェクトの元と最終的な長さの差です。 それが伸びどのくらい、と言うことです/（ゴム等、文字列、）春を縮小

したがって、所与の材料のための長さ及びばね定数係数を知って、まだ多くの場合、フックの法則と呼ばれる材料を延伸する力、 弾性力等を求めることができます。

その標準形で法律がすることはできません使用される特殊なケースもあります。 我々は、変形角度で材料に作用する力を生成する状況で、即ち、剪断条件下で変形強度を測定することについて話しています。 次のようにフックの法則のせん断を表現することができます。

τ= Gyを、

ここで、τ - ずり弾性率としても知られている必要な力は、G-定数係数、Y - 剪断角度は、角度がオブジェクトを変更されていた量です。

リニア 弾性力 （フックの法則は）わずかな圧縮・伸張に適用されます。 力が研究対象に影響を与え続けると、それは弾性の限界に達してその弾性品質を失う点が来ます。 与えられる力は、抵抗力を上回ります。 技術的に、これは、材料の可視パラメータの変化としてだけでなく、その抵抗の減少としてだけでなく見ることができます。 材料を変更するために必要な力は、今や減少します。 このような場合、あるオブジェクトの特性の変化は、体はもはや抵抗することができません。 我々は、それが引き裂かれ、日常生活の中で、壊れた、休憩などを見ます 必ずしもそうではありません、もちろん、侵害の整合性が、同時に品質に大きな影響を与えます。 材料のか、単に身体歪みのない形状の弾性係数は、歪んだ形で重要ではなくなります。

この場合は、それが可能な関係は、設定を失われたとき、線形システム（別の一つのパラメータの正比例の関係が）、非直線的になってきたと言うことになり、その変更は異なる原理で行われます。

これらの観察に基づいて、 トーマス・ユッグ 、後で彼にちなんで命名されたと弾力性の理論を作成するための基本となっている弾力性の式の係数を、作成しました。 弾性係数は、弾性の変化が重要であるとき、私たちは、変形を考慮することができます。 次のように法律は次のとおりです。

E =σ/η、

力検討体の断面積に適用される、η - - σはどこ引張弾性率または圧縮体、E -の影響下で延伸又は本体の圧縮の程度規定弾性率 の機械的応力を。