훅의 법칙

우리는 Hooke의 법칙이 무엇인지, 그 공식과 엔지니어링 및 건축에서의 응용에 대해 설명합니다. 또한 탄력성을 계산하는 방법.

물체에 가해지는 하중이 클수록 변형이 커집니다.

훅의 법칙이란?

Hooke의 탄성 법칙 또는 간단히 Hooke의 법칙은 탄성 거동에 대한 물리적 원리입니다. 단단한. 그것은 1660년 유명한 아이작 뉴턴과 동시대인 영국 과학자 로버트 후크에 의해 공식화되었습니다.

이 법칙의 이론적 교훈은 배수량 또는 물체가 받는 변형 는 변형력 또는 하중에 정비례합니다. 즉, 힘이 클수록 변형 또는 변위가 더 커지거나 Hooke 자신이 라틴어로 공식화한 대로: Ut Tensio sic Vis ("확장과 마찬가지로 힘도 마찬가지입니다").

훅의 법칙은 다음과 같은 다양한 분야에서 매우 중요합니다. 물리적 인 탄성 스프링 연구(그의 가장 빈번한 시연). 엔지니어링 및 건축, 건설 및 설계, 장기간의 힘 또는 무게 에서 개체의 치수를 변경합니다. 날씨.

이 법칙은 신비한 아나그램의 형태로 Hooke에 의해 출판되었다고 합니다.ceiiinosssttuv), 그의 법률에 대한 라틴어 진술을 재구성할 수 있습니다. 왜냐하면 그는 누군가가 자신의 발견을 불법적으로 소유할 것을 두려워했기 때문입니다. 그러나 몇 년 후 그는 자신의 연구 결과를 공개했습니다.

스프링에 대한 훅의 법칙 공식

Hooke의 법칙에 대한 가장 일반적인 공식은 다음과 같습니다.

F = -k. ΔL

어디에:

  • 에프 변형력이다
  • ΔL 는 변형입니다 길이 스프링의 압축 또는 확장.
  • 케이 는 다음과 같이 세례를 받은 비례 상수입니다. 스프링 상수, 일반적으로 미터(N/m)에 대한 뉴턴으로 표시됩니다.

물체의 변형인 ΔL을 계산하려면 초기 길이(L0)와 최종 길이(Lf)를 알아야 합니다.

또한보십시오:물리학의 탄력성

훅의 법칙 적용

Hooke의 법칙은 건축 자재에 대한 무게의 영향을 예측합니다.

Hooke의 법칙은 다음과 같은 모든 분야에서 매우 유용합니다. 지식 재료의 탄성 능력으로 가득 차 있습니다. 공학, 건축학 그리고 건설은 학문 가장 자주 사용되는 곳.

예를 들어, 이 법칙은 자동차의 무게가 다리와 다리를 만드는 재료(예: 금속). 또한 특정 기계 또는 산업 장치 내에서 벨로우즈 또는 스프링 세트의 동작을 계산할 수 있습니다.

Hooke의 법칙의 가장 잘 알려진 적용은 동력계의 개발입니다. 스프링과 스케일로 구성된 장치로 힘을 스케일러로 측정할 수 있습니다.

훅의 법칙과 탄력성

Hooke의 법칙을 적용하여 계산 탄력 스프링인지 여부가 다릅니다. 단단한 탄력있는.

스프링의 탄성을 계산하기 위해 "스프링 방정식"이 적용되며, 이는 Hooke의 법칙(위에서 제안한 것과 동일한 공식: F = -k. ΔL)의 공식을 설정하는 가장 일반적인 방법입니다.

용수철 상수 k와 용수철에 연결된 물체의 질량을 알면 용수철의 각 진동수(ω)는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

ω = √k / m

반면 탄성체의 탄성을 계산하기 위해서는 탄성체의 응력분포가 벨로우즈보다 훨씬 복잡하기 때문에 스프링의 법칙을 일반화해야 합니다.

이를 위해 Lamé-Hooke 방정식이 사용됩니다. 이 방정식은 1차원, 3차원 등방성 또는 3차원 이방성 등 특정 모양에 따라 각 고체에 대한 특정 공식을 갖습니다. 그러나 이것들은 훨씬 더 복잡하고 기술적인 정교함이 필요한 주제입니다.

!-- GDPR -->