Ley de Hooke
¿Cuántos de nosotros nos preguntamos qué tan asombrosamente se comportan los objetos cuando se los expone?
Por ejemplo, por qué tela, si la estiramos endiferentes lados, puede arrastrar durante mucho tiempo, y en un momento de repente se rompen? ¿Y por qué el mismo experimento es mucho más difícil de sostener con un lápiz? ¿Qué determina la resistencia del material? ¿Cómo se puede determinar en qué medida se puede deformar o estirar?
Todas estas y muchas otras preguntas hace más de 300 años se preguntaron a sí mismo un explorador inglés Robert Hooke. Y encontró las respuestas, ahora unidas bajo el título general "Ley de Hooke".
Según su investigación, cada material tiene un llamado coeficiente de elasticidad. Esta propiedad permite que el materialestirar dentro de ciertos límites. El coeficiente de elasticidad es constante. Esto significa que cada material puede resistir solo un cierto nivel de resistencia, después de lo cual alcanza un nivel de deformación irreversible.
En general, la Ley de Hooke puede expresarse mediante la fórmula:
F = k / x /,
donde F es la fuerza elástica, k es el ya mencionadocoeficiente de elasticidad y / x / - cambio en la longitud del material. Lo que se entiende por un cambio en este indicador? Bajo la influencia de una fuerza de estudiar los temas, si se trata de una cadena, de goma o cualquier otro cambio, estiramiento o encogimiento. Cambiando la longitud en este caso es la diferencia entre la longitud original y final del objeto que está siendo estudiado. Es decir, la cantidad de resorte tenso (caucho, hilo, etc.) / reducido
Por lo tanto, conociendo la longitud y el coeficiente de elasticidad constante para un material dado, uno puede encontrar la fuerza con la que se estira el material, o fuerza de elasticidad, como a menudo se llama la Ley de Hooke.
También hay casos especiales en los queesta ley no puede usarse en su forma estándar. Se trata de medir la fuerza de deformación bajo condiciones de cizallamiento, es decir, en situaciones donde una deformación es producida por una cierta fuerza que actúa sobre el material en un ángulo. La ley de Hooke bajo corte se puede expresar así:
τ = Gy,
donde τ es la fuerza requerida, G es un coeficiente constante conocido como módulo de corte, y es el ángulo de corte, el valor por el cual el ángulo de inclinación del objeto ha cambiado.
La fuerza elástica lineal (ley de Hooke) es aplicableSolo bajo condiciones de pequeñas contracciones y tensiones. Si la fuerza continúa afectando al sujeto, entonces llega un punto en que pierde sus cualidades de elasticidad, es decir, alcanza su límite de elasticidad. La fuerza ejercida excede la fuerza de resistencia. Técnicamente, esto se puede ver no solo como un cambio en los parámetros visibles del material, sino también como una reducción en su resistencia. La fuerza requerida para cambiar el material ahora se reduce. En tales casos, las propiedades del objeto cambian, es decir, el cuerpo ya no puede resistir. En la vida ordinaria vemos que rasga, rompe, estalla, etc. No es necesario, por supuesto, violar la integridad, pero la calidad en este caso se ve significativamente afectada. Y el coeficiente de elasticidad, que es válido para un material o cuerpo en forma no distorsionada, deja de ser significativo en la forma de uno distorsionado.
Este caso nos permite decir que el linealsistema (relación directamente proporcional de un parámetro de otro), se ha convertido en un no-lineal, cuando la relación se pierde la configuración, y el cambio tiene lugar en un principio diferente.
En base a tales observaciones, Thomas Jung creóla fórmula del módulo elástico, que más tarde se llamó en su honor y se convirtió en la base para crear la teoría de la elasticidad. El módulo de elasticidad permite considerar la deformación en los casos en que los cambios en la elasticidad son significativos. La ley tiene la forma:
E = σ / η,
donde σ es la fuerza aplicada al área transversalsección del cuerpo estudiado, η es el módulo de elongación o compresión del cuerpo, E es el módulo de elasticidad que determina el grado de estiramiento o contracción del cuerpo bajo la influencia del estrés mecánico.
