Закон Гука
Закон Гука: для пружного деформування матеріалу необхідно докласти такої сили, величина якої прямо пропорційна його деформації: F = kx
Свій закон Роберт Гук вивів у сімнадцятому сторіччі, коли вивчав пружні властивості різних матеріалів.
Векторне формулювання закону Гука включає знак “мінус”, який говорить про те, що вектор деформації x завжди спрямований протилежно силі пружності F:
ВАЖЛИВО! Закон Гука справедливий лише для пружно деформованих матеріалів.
Деформація – це зміна форми чи об’єму тіла під дією прикладеної сили.
Деформація є пружною, якщо після припинення дії прикладеної сили деформація повністю зникає, тобто тіло повертає собі первісну форму, котру воно мало до прикладення сили.
Якщо після припинення дії доданої сили об’єкт залишається деформованим, така деформація називається пластичною.
Пружність – це здатність тіла протистояти деформації
У техніці широко застосовуються пружини, за допомогою котрих відбувається гасіння коливань, викликаних впливом зовнішніх сил. Поширений приклад – амортизатори в автомобілях.
Межа пружності – це максимальне значення сили, яка ще не викликає пластичну деформацію.
Різні матеріали мають різну межу пружності. Якщо прикладена сила не перевищує межу пружності матеріалу, тіло відчуває пружну деформацію, його ще називають ідеально пружним тілом. У формулі закону Гука коефіцієнт k називається коефіцієнтом пружності об’єкта, який залежить від матеріалу об’єкта та його розмірів (вимірюється у Н/м).
Розраховуємо коефіціент пружності
Як практичний приклад розглянемо завдання, в якому потрібно розрахувати коефіцієнт пружності пружин 4 амортизаторів автомобіля масою 500 кг, які можуть деформуватися пружно на 10 см.
У ліву частину формули Гука замість сили F підставимо навантаження, що припадає на кожну пружину, для цього розділимо вагу автомобіля на кількість пружин:
Коефіцієнт пружності пружин дорівнюватиме:
