La loi de Hooke sous une nouvelle forme. Dérivation de la loi de Hooke pour différents types de déformation

Nous poursuivons notre revue de certains sujets de la section « Mécanique ». Notre réunion d'aujourd'hui est consacrée à la force de l'élasticité.

C'est cette force qui sous-tend le travail montre mécanique, cordes et câbles de remorquage de grues, amortisseurs de voitures et les trains. Elle est testée par une balle et une balle de tennis, une raquette et une autre équipement sportif. Comment cette force apparaît-elle et à quelles lois obéit-elle ?

Comment la force élastique est-elle générée ?

Une météorite tombe au sol sous l'effet de la gravité et... se fige. Pourquoi? La gravité disparaît-elle ? Non. Le pouvoir ne peut pas simplement disparaître. Au moment du contact avec le sol est équilibré par une autre force de même ampleur et de direction opposée. Et la météorite, comme les autres corps à la surface de la terre, reste au repos.

Cette force d’équilibrage est la force élastique.

Les mêmes forces élastiques apparaissent dans le corps lors de tous types de déformations :

• entorses;
• compression;
• changement;
• flexion;
• torsion.

Les forces résultant de la déformation sont appelées élastiques.

La nature de la force élastique

Le mécanisme d'émergence des forces élastiques n'a été expliqué qu'au XXe siècle, lorsque la nature des forces a été établie interaction intermoléculaire. Les physiciens les appelaient « un géant aux bras courts ». Quel est le sens de cette comparaison pleine d’esprit ?

Il existe des forces d’attraction et de répulsion entre les molécules et les atomes d’une substance. Cette interaction est due à leurs constituants. petites particules, porteur de positif et charges négatives. Ces forces sont assez fortes(d'où le mot géant), mais n'apparaissent qu'à de très courtes distances(avec bras courts). À des distances égales à trois fois le diamètre de la molécule, ces particules sont attirées et se précipitent « joyeusement » les unes vers les autres.

Mais, après s'être touchés, ils commencent à s'éloigner activement les uns des autres.

Avec la déformation en traction, la distance entre les molécules augmente. Les forces intermoléculaires ont tendance à le réduire. Lorsqu'elles sont comprimées, les molécules se rapprochent, ce qui génère une répulsion entre les molécules.

Et comme tous les types de déformations peuvent être réduits à la compression et à l'étirement, alors l'apparence forces élastiques car toute déformation peut s’expliquer par ces considérations.

Loi établie par Hooke

L'étude des forces élastiques et de leurs relations avec les autres grandeurs physiques a été engagé par un compatriote et contemporain. Il est considéré comme le fondateur de la physique expérimentale.

Scientifique a poursuivi ses expériences pendant environ 20 ans. Il a mené des expériences sur la déformation des ressorts de tension, en y suspendant diverses charges. La charge suspendue provoquait l'étirement du ressort jusqu'à ce que la force élastique qui s'y développait équilibre le poids de la charge.

À la suite de nombreuses expériences, le scientifique conclut : une force externe appliquée provoque l'apparition d'une force élastique de même ampleur, agissant dans la direction opposée.

La loi qu’il a formulée (la loi de Hooke) ressemble à ceci :

La force élastique qui apparaît lors de la déformation d'un corps est directement proportionnelle à l'ampleur de la déformation et est dirigée dans la direction opposée au mouvement des particules.

La formule de la loi de Hooke est :

• F est le module, c'est-à-dire valeur numérique forces élastiques ;
• x - changement de longueur du corps ;
• k est le coefficient de rigidité, dépendant de la forme, de la taille et du matériau du corps.

Le signe moins indique que la force élastique est dirigée dans le sens opposé au déplacement des particules.

Chaque loi physique a ses limites d’application. La loi établie par Hooke ne peut s'appliquer qu'aux déformations élastiques, lorsque, après suppression de la charge, la forme et la taille du corps sont complètement restaurées.

Dans les corps en plastique (pâte à modeler, argile humide), une telle restauration ne se produit pas.

Tous les solides ont une élasticité à un degré ou à un autre. La première place en élasticité est occupée par le caoutchouc, la seconde -. Même très matériaux élastiques sous certaines charges, ils peuvent présenter des propriétés plastiques. Ceci est utilisé pour fabriquer du fil et découper des pièces de formes complexes avec des tampons spéciaux.

Si vous possédez une balance de cuisine manuelle (steelyard), le poids maximum pour lequel elle est conçue est probablement inscrit dessus. Disons 2 kg. Lorsque vous suspendez une charge plus lourde, le ressort en acier qui s'y trouve ne retrouvera jamais sa forme.

Travail de force élastique

Comme toute force, la force d'élasticité, capable de faire du travail. Et très utile. Elle protège le corps déformable de la destruction. Si elle ne parvient pas à y faire face, le corps est détruit. Par exemple, un câble de grue se brise, une corde sur une guitare, un élastique sur une fronde, un ressort sur une balance. Ce travail a toujours un signe moins, puisque la force élastique elle-même est également négative.

Au lieu d'une postface

Armés de quelques informations sur les forces élastiques et les déformations, nous pouvons facilement répondre à certaines questions. Par exemple, pourquoi les gros os humains ont-ils une structure tubulaire ?

Pliez une règle en métal ou en bois. Sa partie convexe subira une déformation en traction et sa partie concave subira une déformation en compression. La partie médiane ne supporte pas la charge. La nature a profité de cette circonstance pour fournir aux humains et aux animaux des os tubulaires. Lors du mouvement, les os, les muscles et les tendons subissent toutes sortes de déformations. La structure tubulaire des os allège considérablement leur poids sans affecter du tout leur résistance.

Les tiges des céréales ont la même structure. Les rafales de vent les plient vers le sol et les forces élastiques les aident à se redresser. D'ailleurs, le cadre du vélo est également constitué de tubes et non de tiges : le poids est bien moindre et le métal est économisé.

La loi établie par Robert Hooke a servi de base à la création de la théorie de l'élasticité. Les calculs effectués à l'aide des formules de cette théorie permettent assurer la durabilité des immeubles de grande hauteur et autres structures.

Si ce message vous a été utile, je serais ravi de vous revoir

La loi de Hooke est formulée comme suit : la force élastique qui se produit lorsqu'un corps se déforme en raison de l'application de forces extérieures est proportionnelle à son allongement. La déformation, à son tour, est une modification de la distance interatomique ou intermoléculaire d'une substance sous l'influence de forces extérieures. La force élastique est la force qui tend à ramener ces atomes ou molécules à un état d'équilibre.

Formule 1 - Loi de Hooke.

F - Force élastique.

k - rigidité du corps (coefficient de proportionnalité, qui dépend du matériau du corps et de sa forme).

x - Déformation du corps (allongement ou compression du corps).

Cette loi a été découverte par Robert Hooke en 1660. Il a mené une expérience qui consistait en ce qui suit. Une fine corde d’acier était fixée à une extrémité et diverses forces étaient appliquées à l’autre extrémité. En termes simples, une corde était suspendue au plafond et une charge de masse variable y était appliquée.

Figure 1 - Corde s'étirant sous l'influence de la gravité.

À la suite de l'expérience, Hooke a découvert que dans les petites allées, la dépendance de l'étirement d'un corps est linéaire par rapport à la force élastique. Autrement dit, lorsqu’une unité de force est appliquée, le corps s’allonge d’une unité de longueur.

Figure 2 - Graphique de la dépendance de la force élastique sur l'allongement du corps.

Zéro sur le graphique correspond à la longueur originale du corps. Tout ce qui se trouve à droite représente une augmentation de la longueur du corps. Dans ce cas, la force élastique a valeur négative. C'est-à-dire qu'elle s'efforce de ramener le corps à son état d'origine. En conséquence, il est dirigé à l’encontre de la force de déformation. Tout ce qui se trouve à gauche est une compression corporelle. La force élastique est positive.

L’étirement de la corde dépend non seulement de la force externe, mais aussi de la section transversale de la corde. Une corde fine s'étirera d'une manière ou d'une autre en raison de son poids léger. Mais si vous prenez une corde de même longueur, mais d'un diamètre de, disons, 1 m, il est difficile d'imaginer combien de poids il faudra pour l'étirer.

Pour évaluer comment une force agit sur un corps d'une certaine section, le concept de contrainte mécanique normale est introduit.

Formule 2 - contrainte mécanique normale.

Zone S coupe transversale.

Cette contrainte est finalement proportionnelle à l'allongement du corps. L'allongement relatif est le rapport entre l'augmentation de la longueur d'un corps et sa longueur. longueur totale. Et le coefficient de proportionnalité s'appelle le module d'Young. Module car la valeur de l'allongement du corps est prise modulo, sans tenir compte du signe. Il ne tient pas compte si le corps est raccourci ou allongé. Il est important de changer sa longueur.

Formule 3 - Module d'Young.

|e| - Allongement relatif du corps.

s est une tension corporelle normale.

Types de déformations

Déformation appelé changement dans la forme, la taille ou le volume du corps. La déformation peut être provoquée par des forces externes appliquées au corps. Les déformations qui disparaissent complètement après la fin de l'action des forces extérieures sur le corps sont appelées élastique, et les déformations qui persistent même après que les forces extérieures ont cessé d'agir sur le corps - plastique. Distinguer déformation en traction ou compression(unilatéral ou global), flexion, torsion Et changement.

Forces élastiques

Lorsqu'un corps solide est déformé, ses particules (atomes, molécules, ions) situées aux nœuds du réseau cristallin sont déplacées de leurs positions d'équilibre. Ce déplacement est contrecarré par les forces d’interaction entre les particules d’un corps solide, qui maintiennent ces particules à une certaine distance les unes des autres. Par conséquent, avec tout type de déformation élastique du corps, forces internes, empêchant sa déformation.

Les forces qui apparaissent dans un corps lors de sa déformation élastique et sont dirigées contre la direction de déplacement des particules du corps provoqué par la déformation sont appelées forces élastiques. Les forces élastiques agissent dans n'importe quelle section d'un corps déformé, ainsi qu'au point de contact avec le corps provoquant la déformation. Dans le cas d'une tension ou d'une compression unilatérale, la force élastique est dirigée le long de la ligne droite le long de laquelle agit la force extérieure, provoquant une déformation du corps, opposée à la direction de cette force et perpendiculaire à la surface du corps. La nature des forces élastiques est électrique.

Nous considérerons le cas de l'apparition de forces élastiques lors d'un étirement et d'une compression unilatérale d'un corps solide.

la loi de Hooke

Le lien entre la force élastique et la déformation élastique d'un corps (en cas de petites déformations) a été établi expérimentalement par le contemporain de Newton, le physicien anglais Hooke. Expression mathématique La loi de Hooke pour la déformation unilatérale en tension (compression) a la forme :

où f est la force élastique ; x - allongement (déformation) du corps ; k est un coefficient de proportionnalité dépendant de la taille et du matériau de la carrosserie, appelé rigidité. L'unité SI de rigidité est le newton par mètre (N/m).

la loi de Hooke pour la traction (compression) unilatérale est formulée comme suit : La force élastique apparaissant lors de la déformation d'un corps est proportionnelle à l'allongement de ce corps.

Considérons une expérience illustrant la loi de Hooke. Laissez l'axe de symétrie du ressort cylindrique coïncider avec la droite Axe (Fig. 20, a). Une extrémité du ressort est fixée dans le support au point A, et la seconde est libre et le corps M y est fixé. Lorsque le ressort n'est pas déformé, son extrémité libre se situe au point C. Ce point sera pris comme tel. l'origine de la coordonnée x, qui détermine la position de l'extrémité libre du ressort.

Étirons le ressort pour que son extrémité libre se trouve au point D dont la coordonnée est x > 0 : A ce stade, le ressort agit sur le corps M avec une force élastique

Comprimons maintenant le ressort pour que son extrémité libre soit au point B, dont la coordonnée est x

On voit sur la figure que la projection de la force élastique du ressort sur l'axe Ax a toujours le signe signe opposé coordonnées x, puisque la force élastique est toujours dirigée vers la position d’équilibre C. Sur la Fig. 20, b montre un graphique de la loi de Hooke. Les valeurs d'allongement x du ressort sont portées sur l'axe des abscisses, et les valeurs de force élastique sont portées sur l'axe des ordonnées. La dépendance de fх sur x est linéaire, donc le graphique est une ligne droite passant par l’origine des coordonnées.

Considérons une autre expérience.

Supposons qu'une extrémité d'un mince fil d'acier soit fixée à un support et qu'une charge soit suspendue à l'autre extrémité, dont le poids est une force de traction externe F agissant sur le fil perpendiculairement à sa section transversale (Fig. 21).

L'action de cette force sur le fil dépend non seulement du module de force F, mais également de la section transversale du fil S.

Sous l'influence d'une force extérieure qui lui est appliquée, le fil se déforme et s'étire. Si l'étirement n'est pas trop important, cette déformation est élastique. Dans un fil déformé élastiquement, une unité de force élastique f apparaît. Selon la troisième loi de Newton, la force élastique est égale en ampleur et en direction opposée à la force externe agissant sur le corps, c'est-à-dire

f en haut = -F (2.10)

L'état d'un corps élastiquement déformé est caractérisé par la valeur s, appelée contrainte mécanique normale(ou, pour faire court, juste tension normale). La contrainte normale s est égale au rapport du module de la force élastique à la section transversale du corps :

s = f vers le haut /S (2.11)

Soit la longueur initiale du fil non étiré L 0 . Après avoir appliqué la force F, le fil s'est étiré et sa longueur est devenue égale à L. La quantité DL = L - L 0 est appelée allongement absolu du fil. La quantité e = DL/L 0 (2.12) est appelée allongement relatif du corps. Pour une déformation en traction e>0, pour une déformation en compression e< 0.

Les observations montrent que pour les petites déformations la contrainte normale s est proportionnelle à l'allongement relatif e :

s = E|e|. (2.13)

La formule (2.13) est l’un des types d’écriture de la loi de Hooke pour la tension unilatérale (compression). Dans cette formule, l'allongement relatif est pris modulo, puisqu'il peut être à la fois positif et négatif. Le coefficient de proportionnalité E dans la loi de Hooke est appelé module d'élasticité longitudinal (module de Young).

Installons signification physique Module de Young. Comme le montre la formule (2.12), e = 1 et L = 2L 0 pour DL ​​= L 0 . De la formule (2.13), il s'ensuit que dans ce cas s = E. Par conséquent, le module d'Young est numériquement égal à la contrainte normale qui devrait survenir dans le corps si sa longueur est doublée. (si la loi de Hooke était vraie pour une déformation aussi importante). De la formule (2.13), il ressort également clairement que dans le SI le module d’Young est exprimé en pascals (1 Pa = 1 N/m2).

Des gouttes de pluie, des flocons de neige et des feuilles arrachées aux branches tombent sur la Terre.

Mais lorsque la même neige repose sur le toit, elle est toujours attirée par la terre, mais elle ne tombe pas à travers le toit, mais reste seule. Qu'est-ce qui l'empêche de tomber ? Toit. Elle agit sur la neige avec force, force égale gravité, mais dirigé vers le côté opposé. De quel genre de pouvoir s'agit-il ?
La figure 34a montre une planche posée sur deux supports. Si vous placez un poids en son milieu, sous l'influence de la gravité, le poids commencera à bouger, mais après un certain temps, en pliant la planche, il s'arrêtera (Fig. 34, b). Dans ce cas, la force de gravité sera une force équilibrée agissant sur le poids depuis le côté de la planche incurvée et dirigée verticalement vers le haut. Cette force est appelée force élastique.

Figure 34. Force élastique.

La force élastique se produit lors de la déformation. Déformation est un changement dans la forme ou la taille du corps. Un type de déformation est plier. Plus le support se plie, plus plus de forceélasticité agissant de cet appui sur le corps. Avant que le corps (le poids) ne soit placé sur la planche, cette force était absente. À mesure que le poids se déplaçait, courbant de plus en plus son support, la force élastique augmentait également. Au moment où le poids s'arrête, la force élastique atteint la force de gravité et leur résultante devient égale à zéro.

Si vous en placez suffisamment sur le support objet léger, alors sa déformation peut s'avérer si insignifiante que l'on ne remarquera aucun changement dans la forme du support. Mais il y aura quand même des déformations ! Et avec elle, une force élastique agira, empêchant le corps situé sur ce support de tomber. DANS cas similaires(lorsque la déformation du corps est imperceptible et que le changement des dimensions du support peut être négligé) la force élastique est appelée force de réaction au sol.

Si au lieu d'un support vous utilisez une sorte de suspension (fil, corde, fil, tige, etc.), alors l'objet qui y est attaché peut également être maintenu au repos. Ici, la force de gravité sera également équilibrée par la force d’élasticité dirigée de manière opposée. Dans ce cas, la force élastique apparaît du fait que la suspension est étirée sous l'influence d'une charge qui y est attachée. Étirage un autre type de déformation.

La force élastique se produit également lorsque compression. C'est cela qui oblige le ressort comprimé à se redresser et à pousser le corps qui y est attaché (voir Fig. 27, b).
Le scientifique anglais R. Hooke a apporté une grande contribution à l'étude de l'élasticité. En 1660, alors qu’il avait 25 ans, il établit la loi qui portera plus tard son nom. la loi de Hooke lit :

La force élastique qui se produit lorsqu'un corps est étiré ou comprimé est proportionnelle à son allongement.

Si l’allongement d’un corps, c’est-à-dire le changement de sa longueur, est noté x et la force élastique par F exr, alors la loi de Hooke peut être donnée comme suit forme mathématique:
Commande F = kx
où k est le coefficient de proportionnalité, appelé rigidité du corps. Chaque corps a sa propre rigidité. Plus un corps (ressort, fil, tige, etc.) est rigide, moins il change de longueur sous l'influence d'une force donnée.

L'unité SI de rigidité est newton par mètre(1 N/m).

Après avoir réalisé une série d'expériences qui ont confirmé cette loi, Hooke a refusé de le publier. Par conséquent, pendant longtemps, personne n’était au courant de sa découverte. Même 16 ans plus tard, ne faisant toujours pas confiance à ses collègues, Hooke n'a donné dans l'un de ses livres qu'une formulation cryptée (anagramme) de sa loi. Elle avait l'air
ceiiinosssttuv.
Après avoir attendu deux ans que ses concurrents fassent état de leurs découvertes, il a finalement déchiffré sa loi. L'anagramme a été déchiffrée comme suit :
tu tensio, sic vis
(ce qui traduit du latin signifie : quel est l'étirement, la force aussi). « La force de tout ressort », écrit Hooke, « est proportionnelle à son extension ».

Hooke a étudié élastique déformation. C'est le nom des déformations qui disparaissent après l'arrêt influence externe. Si, par exemple, le ressort est un peu étiré puis relâché, il reprendra sa forme initiale. Mais le même ressort peut être tellement étiré qu’une fois relâché, il reste tendu. Les déformations qui ne disparaissent pas après la cessation de l'influence extérieure sont appelées plastique.

Les déformations plastiques sont utilisées dans le modelage à partir de pâte à modeler et d'argile, dans la transformation des métaux - forgeage, emboutissage, etc.

Pour déformations plastiques La loi de Hooke ne tient pas.

Dans les temps anciens propriétés élastiques certains matériaux (notamment le bois comme l'if) ont permis à nos ancêtres d'inventer oignon- une arme de poing conçue pour lancer des flèches en utilisant la force élastique d'une corde d'arc tendue.

Apparu il y a environ 12 000 ans, l'arc a existé pendant de nombreux siècles comme arme principale de presque toutes les tribus et peuples du monde. Avant l'invention armes à feu l'arc était l'arme de guerre la plus efficace. Les archers anglais pouvaient tirer jusqu'à 14 flèches par minute, ce qui utilisation de masse les arcs au combat créaient tout un nuage de flèches. Par exemple, le nombre de flèches tirées lors de la bataille d'Azincourt (pendant Guerre de Cent Ans), s'élevait à environ six millions !

L'utilisation généralisée de cette arme redoutable au Moyen Âge a suscité des protestations justifiées de la part de certains cercles société. En 1139, le conseil du Latran (église) réuni à Rome a interdit l’utilisation de ces armes contre les chrétiens. Cependant, la lutte pour le « désarmement du tir à l’arc » n’a pas abouti, et l’arc arme militaire a continué à être utilisé par les gens pendant encore cinq cents ans.

Les améliorations apportées à la conception de l'arc et à la création d'arbalètes (arbalètes) ont conduit au fait que les flèches tirées par eux ont commencé à percer n'importe quelle armure. Mais science militaire ne resta pas immobile. Et au 17ème siècle. l'arc a été remplacé par des armes à feu.

De nos jours, le tir à l'arc n'est qu'un sport parmi d'autres.

Questions.

1. Dans quels cas la force élastique apparaît-elle ?

2. Qu'appelle-t-on déformation ? Donnez des exemples de déformations.

3. Formulez la loi de Hooke.

4. Qu’est-ce que la dureté ?

5. En quoi les déformations élastiques diffèrent-elles des déformations plastiques ?

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La force de résistance d'une substance élastique à l'étirement ou à la compression linéaire est directement proportionnelle à l'augmentation ou à la diminution relative de la longueur.

Imaginez que vous saisissiez une extrémité d'un ressort élastique, dont l'autre extrémité est fixée immobile, et que vous commenciez à l'étirer ou à le comprimer. Plus vous comprimez ou étirez un ressort, plus il résiste. C'est sur ce principe que toute balance à ressort est conçue - qu'il s'agisse d'une balance à ressort (dans laquelle le ressort est étiré) ou d'une balance à ressort à plate-forme (le ressort est comprimé). Dans tous les cas, le ressort résiste à la déformation sous l'influence du poids de la charge, et de la force attraction gravitationnelle la masse pesée vers la Terre est équilibrée par la force élastique du ressort. Grâce à cela, nous pouvons mesurer la masse de l'objet à peser par l'écart de l'extrémité du ressort par rapport à sa position normale.

D'abord pour de vrai recherche Le processus d'étirement élastique et de compression de la matière a été entrepris par Robert Hooke. Au départ, dans son expérience, il n'utilisait même pas un ressort, mais une corde, mesurant son extension sous l'influence diverses forces, appliqué à une extrémité, tandis que l'autre extrémité est fixée rigidement. Il a réussi à découvrir que certaine limite la corde est étirée strictement proportionnellement à l'ampleur de la force appliquée jusqu'à ce qu'elle atteigne la limite d'étirement élastique (élasticité) et commence à subir une déformation non linéaire irréversible ( cm. ci-dessous). Sous forme d'équation, la loi de Hooke s'écrit sous la forme suivante :

Où F— force de résistance élastique de la corde, x- traction ou compression linéaire, et k- soi-disant coefficient d'élasticité. Plus k, plus la corde est rigide et plus elle est difficile à étirer ou à comprimer. Le signe moins dans la formule indique que la chaîne résiste déformation : lorsqu'il est étiré, il a tendance à se raccourcir, et lorsqu'il est comprimé, il a tendance à se redresser.

La loi de Hooke constitue la base d'une branche de la mécanique appelée théorie. élasticité. Il s'est avéré qu'il a des applications beaucoup plus larges, puisque les atomes d'un solide se comportent comme s'ils étaient reliés les uns aux autres par des cordes, c'est-à-dire fixés élastiquement dans un espace volumétrique. réseau cristallin. Ainsi, avec une légère déformation élastique d'un matériau élastique forces actives sont également décrits par la loi de Hooke, mais légèrement plus forme complexe. Dans la théorie de l'élasticité, la loi de Hooke prend la forme suivante :

σ /η = E

Où σ — contrainte mécanique(force spécifique appliquée à zone transversale parties du corps), η - l'allongement ou la compression relative de la corde, et E- soi-disant Module de Young, ou module élastique, jouant le même rôle que le coefficient d'élasticité k. Cela dépend des propriétés du matériau et détermine dans quelle mesure le corps s'étirera ou se contractera lors de la déformation élastique sous l'influence d'une seule contrainte mécanique.

En fait, Thomas Young est bien mieux connu dans le domaine scientifique comme l’un des partisans de la théorie nature des vagues light, qui a développé une expérience convaincante de division faisceau lumineux en deux faisceaux pour le confirmer ( cm. Le principe de complémentarité et d'interférence), après quoi des doutes sur la fidélité théorie des vagues personne n’avait plus de lumière (même si Jung n’a jamais été capable de mettre pleinement ses idées sous une forme mathématique stricte). D'une manière générale, le module d'Young est l'une des trois grandeurs qui décrivent une réaction matériau durà la force extérieure qui lui est appliquée. La seconde est module de déplacement(décrit dans quelle mesure une substance est déplacée sous l'influence d'une force appliquée tangentiellement à une surface), et le troisième - Coefficient de Poisson(décrit comment solide s'amincit lorsqu'il est étiré). Ce dernier porte le nom mathématicien français Siméon Denis Poisson (1781-1840).

Bien entendu, la loi de Hooke, même sous la forme améliorée par Jung, ne décrit pas tout ce qui arrive à solide sous l’influence de forces extérieures. Imaginez un élastique. Si vous ne l'étirez pas trop, une force de retour de tension élastique naîtra de l'élastique, et dès que vous le relâcherez, il se rassemblera immédiatement et reprendra sa forme précédente. Si vous étirez davantage l'élastique, il perdra tôt ou tard son élasticité et vous aurez l'impression que la résistance à la traction s'est affaiblie. Vous avez donc franchi ce qu'on appelle limite élastique matériel. Si vous tirez davantage sur le caoutchouc, après un certain temps, il se brisera complètement et la résistance disparaîtra complètement - vous avez franchi ce qu'on appelle point de rupture.

En d’autres termes, la loi de Hooke ne s’applique qu’à des compressions ou étirements relativement faibles. Bien que la substance conserve ses propriétés élastiques, les forces de déformation sont directement proportionnelles à son ampleur, et vous avez affaire à système linéaire— chaque incrément égal de force appliquée correspond à un incrément égal de déformation. Ça vaut la peine de resserrer les pneus limite élastique, et les liaisons-ressorts interatomiques à l'intérieur de la substance s'affaiblissent d'abord puis se brisent - et un simple équation linéaire Guka arrête de décrire ce qui se passe. Dans ce cas, il est d'usage de dire que le système est devenu non linéaire. La recherche d'aujourd'hui systèmes non linéaires et les processus sont l'une des principales directions de développement de la physique.

Robert Hooke, 1635-1703

Physicien anglais. Né à Freshwater sur l'île de Wight, fils d'un prêtre, il est diplômé de l'Université d'Oxford. Pendant ses études universitaires, il travaille comme assistant dans le laboratoire de Robert Boyle, aidant ce dernier à construire une pompe à vide pour l'installation dans laquelle la loi de Boyle-Mariotte a été découverte. Contemporain d'Isaac Newton, il participe activement aux travaux avec lui Société royale, et en 1677 il y occupe le poste de secrétaire scientifique. Comme beaucoup d’autres scientifiques de l’époque, Robert Hooke s’intéressait aux questions les plus importantes. différents domaines sciences naturelles et contribué au développement de beaucoup d’entre eux. Dans sa monographie « Micrographie » ( Micrographie), il publia de nombreux croquis de la structure microscopique des tissus vivants et d'autres spécimens biologiques et fut le premier à introduire notion moderne « cellule vivante" En géologie, il fut le premier à reconnaître l'importance des strates géologiques et le premier dans l'histoire à étudier étude scientifique catastrophes naturelles (cm. Uniformitarisme). Il a été l'un des premiers à émettre l'hypothèse que la force d'attraction gravitationnelle entre les corps diminue proportionnellement au carré de la distance qui les sépare, et c'est un élément clé de la loi de la gravitation universelle de Newton, et les deux compatriotes et contemporains se sont disputés. droit d'être appelé son découvreur jusqu'à la fin de sa vie. Enfin, Hooke a développé et construit personnellement un certain nombre d'instruments de mesure scientifiques importants - et beaucoup sont enclins à y voir sa principale contribution au développement de la science. Il fut notamment le premier à penser à placer un réticule constitué de deux fils fins dans l'oculaire d'un microscope, et fut le premier à suggérer de prendre la température de congélation de l'eau à zéro. échelle de température, et a également inventé le joint universel (joint universel).