當前位置:首頁 > 自然科學 > 正文內容

什麼是胡克定律?概念、公式、應用、如何計算

2025-07-13自然科學57

我們解釋了什麼是胡克定律、它的公式及其在工程和建築中的應用。此外,彈性是如何計算的。

什麼是胡克定律?概念、公式、應用、如何計算

施加到物體上的載荷越大,它所經歷的變形就越大。

什麼是胡克定律?

胡克彈性定律,或簡稱胡克定律,是圍繞彈性行為的物理原理固體.它由英國科學家羅伯特·胡克 (Robert Hooke) 於 1660 年制定,他是著名的以撒牛頓 (Isaac Newton) 的同時代人。

該定律的理論原則是,位移或物體受到強度應與變形力或載荷成正比。也就是說,力越大,變形或位移就越大,或者正如胡克自己在拉丁語中表述的那樣:Ut tensio sic vis(“作為延伸,所以力”)。

胡克定律在許多領域都極為重要,例如物理以及泉水的研究(它最常見的示範)。它是工程和建築這建設和設計,因為它使我們能夠預見長時間的力或重量更改時間.

據說這條法律是由胡克以神秘的字謎 (ceiiinosssttuv) 的形式發佈的,從中可以重建他的法律的拉丁語陳述,因為他擔心有人可能會非法佔有他的發現。然而,幾年後,他公開了他的發現。

  • 另請參閱:物質的一般性質

彈簧的胡克定律公式

胡克定律最常見的公式如下:

F = -k .ΔL

哪裡:

  • F 是變形力

  • ΔL 是經度彈簧的壓縮或擴展。

  • k 是比例常數,被洗禮為彈簧常數,通常以米 (N/m) 的牛頓表示。

為了計算 ΔL,即物體的變形,必須知道初始長度 (L0) 和最終 (Lf).

胡克定律應用

什麼是胡克定律?概念、公式、應用、如何計算

胡克定律可以預測重量對建築材料的影響。

胡克定律在以下所有領域都非常有用:知識充滿了材料的彈性能力。工程、建築和施工是學科其中它使用最頻繁。

例如,該定律可以預測汽車的重量對橋樑及其構成材料(例如金屬).它還允許您計算特定機器或工業設備中紋管或一組彈簧的行為。

胡克定律最著名的應用是測功機的發展:由彈簧和刻度組成的裝置,可以按比例測量力。

胡克定律和彈性

胡克定律在計算彈性無論是彈簧還是固體彈性的。

為了計算彈簧的彈性,應用了“彈簧方程”,這是提出胡克定律公式的最通用方法(與我們上面提供的公式相同:F = -k . ΔL)。

知道彈簧 k 的常數和品質對於連接到彈簧的物體,可以使用以下公式計算彈簧的振蕩角頻率 (Ω):

ω = √k/m

另一方面,要計算彈性固體的彈性,必須推廣彈簧定律,因為它們體內的張力分佈比波紋管複雜得多。

為此,使用了 Lamé-Hooke 方程,該方程根據其特定形狀為每個固體提供了特定的公式:一維、三維各向同性或三維正交各向異性。但這些問題需要更加複雜和技術性的闡述。

標籤: 物理

“什麼是胡克定律?概念、公式、應用、如何計算” 的相關文章

什麼是系統學?概念、特徵、生物學分支和流派

什麼是系統學?概念、特徵、生物學分支和流派

我們解釋什麼是系統學以及這個生物學分支的職責。還有,系統神學有哪些流派。 系統學負責生物多樣性的描述和解釋。 什麼是系統學? 系統學被理解為生物學的一個分支,根據對已知生物的演化或系統發育歷史的...

什麼是病毒?概念、特徵、類型、結構以及一些例子

什麼是病毒?概念、特徵、類型、結構以及一些例子

我們解釋什麼是病毒以及我們可以找到什麼類型的病毒。另外,它的結構是什麼以及一些例子。病毒是非常原始的生物體,具有巨大的突變能力。什麼是病毒?在生物學中,病毒是一種微觀的無細胞寄生劑,也就是說,比可見尺寸小得多,並且不由細胞組成,但只能在宿主細胞內複製,利用其擁有的遺傳複製機制和,一般來說,會在過程中...

什麼是水生生態系統?概念、特徵、分類、水生生態系的例子

什麼是水生生態系統?概念、特徵、分類、水生生態系的例子

我們解釋什麼是水生生態系統、它們如何分類以及它們的特徵是什麼。此外,還有水生生態系的例子。海洋生態系極為多樣,動植物豐富。什麼是水生生態系?水生生態系統是在不同規模和性質的水體中發展的任何生態系統,包括海洋、湖泊、河流、沼澤、溪流、潟湖和海岸。水的性質、其循環以及其中存在的有機物含量(來自天然來源和...

什麼是克隆?概念、基本原理、歷史和現有的克隆類型

什麼是克隆?概念、基本原理、歷史和現有的克隆類型

我們解釋什麼是克隆及其基本原理。此外,它的歷史和現有的克隆類型。1997年,克隆人被聯合國教科文組織禁止。什麼是克隆?克隆是一種以非性方式獲得兩個相同的已發育細胞、分子或生物體的過程。就遺傳學而言,克隆是一種複製生物。克隆基於三個主要概念:克隆過程從發達的生物體開始,因為它試圖複製該生物體。該副本是...

什麼是生理學?概念、特徵、分類以及存在類型

什麼是生理學?概念、特徵、分類以及存在類型

我們解釋什麼是生理學以及這門科學的一些主要特徵。此外,還有存在的生理學類型。生理學的重點是研究生物的器官及其功能。什麼是生理學?生理學(源自希臘語Physiologia ,自然知識)是一門負責了解和分析生物體功能的科學。透過結合其他精確科學(物理、化學、生物學)所提出的原理,這門學科賦予賦予生物生命...

什麼是生命?概念、在生物學、物理學和哲學等不同學科中定義

什麼是生命?概念、在生物學、物理學和哲學等不同學科中定義

我們解釋什麼是生命,並在生物學、物理學和哲學等不同學科中定義。還有人的生命觀念。生命是出生、呼吸、發育、繁殖、進化和死亡的能力。什麼是生命?生命的概念 很難定義,因為根據我們所處的學科不同,我們會得到不同的反應,甚至可能是相互對立的。 生命,源於生物學。生命被定義為出生、呼吸、發...