Hooke-ийн хууль шинэ хэлбэрээр. Төрөл бүрийн хэв гажилтын хувьд Hooke-ийн хуулийн гарал үүсэл

Бид "Механик" хэсгээс зарим сэдвүүдийн тоймыг үргэлжлүүлнэ. Өнөөдрийн бидний уулзалт уян хатан байдлын хүчинд зориулагдсан болно.

Энэ л хүч ажлын үндэс суурь болдог механик цаг, краны чирэх олс ба кабель, автомашины амортизатор болон галт тэрэг. Түүнийг бөмбөг, теннисний бөмбөг, цохиур болон өөр зүйлээр шалгадаг Спортын тоног төхөөрөмж. Энэ хүч хэрхэн үүсдэг, ямар хууль тогтоомжид захирагддаг вэ?

Уян хатан хүчийг хэрхэн үүсгэдэг вэ?

Таталцлын нөлөөгөөр солир газарт унаж, ... хөлддөг. Яагаад? Таталцал алга болдог уу? Үгүй Хүч чадал зүгээр л алга болохгүй. Газартай холбогдох агшинд хэмжээ нь тэнцүү ба эсрэг чиглэлтэй өөр хүчээр тэнцвэржүүлдэг.Мөн солир нь дэлхийн гадаргуу дээрх бусад биетүүдийн нэгэн адил тайван хэвээр байна.

Энэхүү тэнцвэржүүлэх хүч нь уян харимхай хүч юм.

Бүх төрлийн хэв гажилтын үед биед ижил уян харимхай хүч гарч ирдэг.

• сунах;
• шахалт;
• шилжих;
• гулзайлгах;
• мушгих.

Деформацийн үр дүнд үүсэх хүчийг уян харимхай гэж нэрлэдэг.

Уян хатан хүчний мөн чанар

Уян харимхай хүч үүсэх механизмыг зөвхөн 20-р зуунд, хүчний мөн чанарыг тогтоосон үед тайлбарлав. молекул хоорондын харилцан үйлчлэл. Физикчид тэднийг "богино гартай аварга" гэж нэрлэсэн. Энэ овсгоотой харьцуулалтын утга учир юу вэ?

Бодисын молекул, атомуудын хооронд таталцлын болон түлхэлтийн хүч байдаг. Энэ харилцан үйлчлэл нь тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс үүдэлтэй. жижиг хэсгүүд, авч явах эерэг ба сөрөг цэнэгүүд. Эдгээр хүчнүүд нэлээд хүчтэй байдаг(тиймээс аварга гэдэг үг) гэхдээ маш богино зайд л харагдана(богино гартай). Молекулын диаметрээс гурав дахин их зайд эдгээр хэсгүүд татагдан "баяр хөөртэй" бие бие рүүгээ гүйдэг.

Гэхдээ хүрч, тэд бие биенээсээ идэвхтэй түлхэж эхэлдэг.

Суналтын хэв гажилтын үед молекулуудын хоорондох зай нэмэгддэг. Молекул хоорондын хүч нь үүнийг багасгах хандлагатай байдаг. Шахах үед молекулууд хоорондоо ойртож, молекулуудын хооронд түлхэлт үүсдэг.

Мөн бүх төрлийн хэв гажилтыг шахаж, суналт болгон бууруулж болох тул дараа нь гадаад төрх уян хатан хүчУчир нь аливаа хэв гажилтыг эдгээр үндэслэлээр тайлбарлаж болно.

Хукийн тогтоосон хууль

Уян харимхай хүч ба тэдгээрийн бусадтай харилцах харилцааг судлах физик хэмжигдэхүүнүүдэлэг нэгтэн, үе тэнгийнхэн эрхэлж байжээ. Түүнийг туршилтын физикийн үндэслэгч гэж үздэг.

Эрдэмтэн 20 орчим жил туршилтаа үргэлжлүүлсэн.Тэрээр хурцадмал булгийн хэв гажилт, тэдгээрээс янз бүрийн ачааллыг өлгөх туршилт хийсэн. Түдгэлзүүлсэн ачаалал нь пүршийг сунгахад хүргэсэн уян хатан хүч нь ачааны жинг тэнцвэржүүлэх хүртэл.

Олон тооны туршилтуудын үр дүнд эрдэмтэн дүгнэв: хэрэглэсэн гадны хүч нь эсрэг чиглэлд үйлчилдэг тэнцүү хэмжээтэй уян харимхай хүчийг үүсгэдэг.

Түүний боловсруулсан хууль (Хүүкийн хууль) дараах байдалтай байна.

Биеийн хэв гажилтын үед үүсэх уян харимхай хүч нь деформацийн хэмжээтэй шууд пропорциональ бөгөөд бөөмсийн хөдөлгөөний эсрэг чиглэлд чиглэнэ.

Хукийн хуулийн томъёо нь:

• F нь модуль, өөрөөр хэлбэл. тоон утгауян хатан хүч;
• x - биеийн уртын өөрчлөлт;
• k нь биеийн хэлбэр, хэмжээ, материалаас хамааран хөшүүн байдлын коэффициент юм.

Хасах тэмдэг нь уян харимхай хүч нь бөөмсийн шилжилтийн эсрэг чиглэлд чиглэгдэж байгааг харуулж байна.

Бүр физик хуульхэрэглэх хязгаартай. Хукийн тогтоосон хуулийг ачааллыг арилгасны дараа биеийн хэлбэр, хэмжээ бүрэн сэргээгдсэн тохиолдолд зөвхөн уян хатан хэв гажилтанд хэрэглэж болно.

Хуванцар биед (пластин, нойтон шавар) ийм нөхөн сэргээлт хийдэггүй.

Бүх хатуу биетүүд нэг зэрэг уян хатан чанартай байдаг.Резин нь уян хатан чанараараа эхний байрыг эзэлдэг, хоёрдугаарт -. Өшөө илүү уян хатан материалтодорхой ачааллын дор тэд хуванцар шинж чанарыг харуулж чаддаг. Энэ нь утас хийх, тусгай тамга бүхий нарийн төвөгтэй хэлбэрийн хэсгүүдийг огтлоход хэрэглэгддэг.

Хэрэв танд гал тогооны гарын авлагын жин байгаа бол түүний хамгийн их жинг түүн дээр бичсэн байх магадлалтай. 2 кг гэж бодъё. Илүү хүнд ачаа өлгөх үед тэдгээрийн дотор байрлах ган пүрш нь хэзээ ч хэлбэрээ олж авахгүй.

Уян хатан хүчний ажил

Аливаа хүчний нэгэн адил уян хатан байдлын хүч, ажил хийх чадвартай.Мөн маш ашигтай. Тэр гажигтай биеийг устгахаас хамгаална.Хэрэв тэр үүнийг даван туулж чадахгүй бол бие нь сүйрдэг. Жишээлбэл, краны кабель тасарсан, гитар дээрх утас, чавх дээрх уян харимхай хамтлаг, жингийн пүрш. Энэ ажил үргэлж хасах тэмдэгтэй байдаг, учир нь уян харимхай хүч нь өөрөө сөрөг байдаг.

Дараах үгийн оронд

Уян харимхай хүч ба хэв гажилтын талаархи зарим мэдээлэлтэй бол бид зарим асуултанд амархан хариулж чадна. Жишээлбэл, хүний ​​том яс яагаад хоолой хэлбэртэй байдаг вэ?

Металл эсвэл модон захирагчийг нугалах. Түүний гүдгэр хэсэгт суналтын хэв гажилт, хонхор хэсэг нь шахалтын хэв гажилтыг мэдрэх болно. Дунд хэсэг нь ачааллыг даахгүй. Байгаль нь энэ нөхцөл байдлыг ашиглан хүн, амьтдыг гуурсан ястай болгосон. Хөдөлгөөний явцад яс, булчин, шөрмөс нь бүх төрлийн хэв гажилтыг мэдэрдэг. Ясны хоолой хэлбэрийн бүтэц нь хүч чадалд нь огт нөлөөлөхгүйгээр жинг ихээхэн хөнгөвчилдөг.

Үр тарианы иш нь ижил бүтэцтэй байдаг. Салхины шуурга тэднийг газарт бөхийлгөж, уян харимхай хүч нь шулуун болоход тусалдаг. Дашрамд хэлэхэд, унадаг дугуйн хүрээ нь саваа биш харин хоолойгоор хийгдсэн байдаг: жин нь хамаагүй бага, металл хэмнэгддэг.

Роберт Хукийн тогтоосон хууль нь уян хатан байдлын онолыг бий болгох үндэс суурь болсон. Энэ онолын томъёог ашиглан хийсэн тооцоолол нь үүнийг зөвшөөрдөг өндөр барилга болон бусад байгууламжийн бат бөх чанарыг хангах.

Хэрэв энэ зурвас танд хэрэгтэй байсан бол би тантай уулзахдаа баяртай байх болно

Гүүкийн хуулийг дараах байдлаар томъёолсон: биеийн гаднах хүчний нөлөөгөөр хэв гажилт үүсэх үед үүсэх уян харимхай хүч нь түүний суналттай пропорциональ байна. Деформаци нь эргээд бодисын нөлөөн дор атом хоорондын болон молекул хоорондын зай өөрчлөгдөхийг хэлнэ. гадаад хүч. Уян хатан хүч нь эдгээр атом эсвэл молекулуудыг тэнцвэрт байдалд буцаах хүч юм.

Формула 1 - Хукийн хууль.

F - уян харимхай хүч.

k - биеийн хатуу байдал (биеийн материал, түүний хэлбэрээс хамаардаг пропорциональ коэффициент).

x - Биеийн хэв гажилт (биеийн суналт эсвэл шахалт).

Энэ хуулийг 1660 онд Роберт Хук нээсэн. Тэрээр дараах зүйлсээс бүрдсэн туршилт хийсэн. Нэг үзүүрт нь нимгэн ган утас бэхэлсэн бөгөөд нөгөө үзүүрт нь янз бүрийн хүч хэрэглэсэн. Энгийнээр хэлбэл, таазнаас утсыг өлгөж, түүнд янз бүрийн масстай ачаалал өгсөн.

Зураг 1 - Таталцлын нөлөөгөөр утас сунах.

Туршилтын үр дүнд Хук жижиг хонгилд биеийн суналтын хамаарал нь уян харимхай хүчнээс шугаман байдгийг олж мэдэв. Өөрөөр хэлбэл, нэгж хүч хэрэглэхэд бие нь нэг нэгжээр уртасдаг.

Зураг 2 - Биеийн суналтаас уян харимхай хүчний хамаарлын график.

График дээрх тэг нь биеийн анхны урт юм. Баруун талд байгаа бүх зүйл бол биеийн уртын өсөлт юм. Энэ тохиолдолд уян харимхай хүч байна сөрөг утгатай. Өөрөөр хэлбэл, тэр биеийг анхны байдалд нь буцааж өгөхийг хичээдэг. Үүний дагуу энэ нь хэв гажилтын хүчний эсрэг чиглэгддэг. Зүүн талд байгаа бүх зүйл бол биеийн шахалт юм. Уян хатан хүч нь эерэг байна.

Утасны суналт нь зөвхөн гаднах хүчнээс гадна утасны хөндлөн огтлолоос хамаарна. Нимгэн утас нь хөнгөн жинтэй тул ямар нэгэн байдлаар сунах болно. Гэхдээ хэрэв та ижил урттай, жишээлбэл 1 м диаметртэй утас авбал түүнийг сунгахад хичнээн их жин шаардагдахыг төсөөлөхөд хэцүү байдаг.

Тодорхой хөндлөн огтлолын биед хүч хэрхэн нөлөөлж байгааг үнэлэхийн тулд ердийн механик стрессийн тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн.

Формула 2 - хэвийн механик ачаалал.

S-бүс хөндлөн огтлол.

Энэ стресс нь эцсийн эцэст биеийн суналттай пропорциональ байдаг. Харьцангуй суналт гэдэг нь биеийн уртын өсөлтийг түүний урттай харьцуулсан харьцаа юм нийт урт. Мөн пропорциональ коэффициентийг Янгийн модуль гэж нэрлэдэг. Модуль, учир нь биеийн суналтын утгыг модулиар, тэмдгийг харгалзахгүйгээр авдаг. Энэ нь биеийг богиносгосон эсвэл уртасгасан эсэхийг харгалздаггүй. Түүний уртыг өөрчлөх нь чухал юм.

Формула 3 - Янгийн модуль.

|д|.- Биеийн харьцангуй суналт.

s нь биеийн хэвийн хурцадмал байдал юм.

Деформацийн төрлүүд

Деформацибиеийн хэлбэр, хэмжээ, эзэлхүүний өөрчлөлт гэж нэрлэдэг. Бие махбодид үзүүлэх гадны хүчний нөлөөгөөр деформаци үүсч болно. Бие дэх гадны хүчний үйлчлэл зогссоны дараа бүрэн арилдаг хэв гажилтыг нэрлэдэг уян хатан, мөн гадны хүчин бие дээр үйлчлэхээ больсон ч гэсэн хэв гажилтууд - хуванцар. Ялгах суналтын ачаалалэсвэл шахалт(нэг талын эсвэл иж бүрэн), гулзайлгах, мушгихТэгээд ээлж.

Уян хатан хүч

Хатуу биеийг деформаци хийх үед болор торны зангилаанд байрлах түүний хэсгүүд (атом, молекул, ионууд) тэнцвэрийн байрлалаасаа шилждэг. Энэ шилжилтийг хатуу биетийн хэсгүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч эсэргүүцэж, эдгээр хэсгүүдийг бие биенээсээ тодорхой зайд байлгадаг. Тиймээс биеийн аливаа төрлийн уян хатан хэв гажилтын үед дотоод хүч, түүний хэв гажилтаас урьдчилан сэргийлэх.

Биеийн уян хатан хэв гажилтын үед үүсэх хүчийг уян харимхай хүч гэж нэрлэдэг. Уян гажигтай биеийн аль ч хэсэгт, түүнчлэн хэв гажилт үүсгэдэг биед хүрэх цэг дээр уян харимхай хүч үйлчилдэг. Нэг талын хурцадмал байдал эсвэл шахалтын үед уян харимхай хүч нь гаднах хүчний үйлчилдэг шулуун шугамын дагуу чиглүүлж, биеийн хэв гажилтыг үүсгэж, энэ хүчний чиглэлийн эсрэг ба биеийн гадаргуутай перпендикуляр байна. Уян хатан хүчний шинж чанар нь цахилгаан юм.

Хатуу биетийн нэг талын хурцадмал байдал, шахалтын үед уян харимхай хүч үүсэх тохиолдлыг авч үзэх болно.

Хукийн хууль

Биеийн уян харимхай хүч ба уян хэв гажилтын хоорондын холбоог (жижиг хэв гажилтын үед) Ньютоны орчин үеийн Английн физикч Хук туршилтаар тогтоосон. Математик илэрхийлэлНэг талын хурцадмал (шахалтын) хэв гажилтын тухай Хукийн хууль нь дараахь хэлбэртэй байна.

f нь уян харимхай хүч; x - биеийн суналт (деформаци); k нь биеийн хэмжээ, материалаас хамаарах пропорциональ коэффициент бөгөөд үүнийг хөшүүн чанар гэж нэрлэдэг. SI хөшүүн байдлын нэгж нь метр тутамд Ньютон (Н/м) юм.

Хукийн хуульнэг талын хурцадмал байдлын хувьд (шахалт) дараах байдлаар томьёолжээ. Биеийн хэв гажилтын үед үүсэх уян харимхай хүч нь энэ биеийн суналттай пропорциональ байна.

Hooke-ийн хуулийг харуулсан туршилтыг авч үзье. Цилиндр пүршний тэгш хэмийн тэнхлэгийг тэнхлэгийн шулуун шугамтай давхцуулж үзье (Зураг 20, а). Пүршний нэг төгсгөл нь А цэг дээр тулгуурт бэхлэгдсэн, хоёр дахь нь чөлөөтэй бөгөөд M биетэй хавсарсан пүрш нь хэв гажилтгүй үед түүний чөлөөт төгсгөл нь С цэгт байрлана пүршний чөлөөт төгсгөлийн байрлалыг тодорхойлдог х координатын гарал үүсэл.

Пүршийг сунгаж, чөлөөт төгсгөл нь координат нь x > 0 байх D цэг дээр байна: Энэ үед пүрш M биед уян харимхай хүчээр үйлчилнэ.

Одоо пүршийг шахаж, чөлөөт төгсгөл нь координат нь x байх В цэгт байна

Пүршний уян харимхай хүчний тэнхлэгийн тэнхлэг дээрх проекц нь үргэлж тэмдэгтэй байгааг зурагнаас харж болно. эсрэг тэмдэгкоординат х, уян харимхай хүч нь тэнцвэрийн байрлал руу үргэлж чиглэсэн байдаг C. Зураг дээр. 20, b нь Hooke-ийн хуулийн графикийг харуулав. Пүршний суналтын x утгыг абсцисса тэнхлэг дээр, уян хатан хүчний утгыг ординатын тэнхлэг дээр зурсан. fx-ийн x-ээс хамаарал нь шугаман тул график нь координатын эхийг дайран өнгөрөх шулуун шугам юм.

Өөр нэг туршилтыг авч үзье.

Нимгэн ган утасны нэг үзүүрийг хаалтанд бэхлээд нөгөө үзүүрээс нь ачааг өлгөх ба түүний жин нь хөндлөн огтлолтой перпендикуляр утсанд үйлчилдэг гадаад суналтын хүч F байна (Зураг 21).

Утас дээрх энэ хүчний үйлчлэл нь F хүчний модуль төдийгүй S утасны хөндлөн огтлолын талбайгаас хамаарна.

Гадны хүчний нөлөөн дор утас нь гажигтай, сунадаг. Хэрэв суналт нь тийм ч их биш бол энэ хэв гажилт нь уян хатан байдаг. Уян гажигтай утсанд уян харимхай хүч f нэгж үүсдэг. Ньютоны гуравдахь хуулийн дагуу уян харимхай хүч нь бие махбодид нөлөөлж буй гадны хүчнийхтэй тэнцүү хэмжээтэй, эсрэг чиглэлтэй байна.

f дээш = -F (2.10)

Уян гажигтай биеийн төлөвийг s гэсэн утгаар тодорхойлно хэвийн механик стресс(эсвэл товчхондоо зүгээр л хэвийн хүчдэл). Хэвийн стресс s нь уян харимхай хүчний модулийн биеийн хөндлөн огтлолын харьцаатай тэнцүү байна.

s = f дээш /S (2.11)

Сунаагүй утасны анхны уртыг L 0 гэж үзье. F хүчийг хэрэглэсний дараа утас сунаж, урт нь L-тэй тэнцүү болсон. DL = L - L 0 хэмжигдэхүүнийг нэрлэнэ. үнэмлэхүй утасны суналт. e = DL/L 0 (2.12) хэмжигдэхүүнийг дуудна харьцангуй биеийн сунгалт. Суналтын суналтын хувьд e>0, шахалтын хувьд e< 0.

Ажиглалтаас харахад жижиг хэв гажилтын хувьд хэвийн хүчдэл s нь харьцангуй суналт e-тэй пропорциональ байна:

s = E|e|. (2.13)

Формула (2.13) нь нэг талын хурцадмал байдлын (шахалтын) Хукийн хуулийг бичих хэлбэрүүдийн нэг юм. Энэ томъёонд харьцангуй суналтыг эерэг ба сөрөг аль аль нь байж болох тул модулаар авна. Hooke-ийн хууль дахь пропорциональ байдлын коэффициент E-ийг уртааш уян хатан модуль (Янгийн модуль) гэж нэрлэдэг.

Суулгацгаа физик утгаЯнгийн модуль. (2.12) томъёоноос харахад DL = L 0-ийн хувьд e = 1 ба L = 2L 0 байна. Томъёо (2.13)-аас харахад энэ тохиолдолд s = E. Иймээс Янгийн модуль нь биеийн уртыг хоёр дахин нэмэгдүүлсэн тохиолдолд үүсэх хэвийн стресстэй тоон хувьд тэнцүү байна. (Хэрэв ийм том хэв гажилтын хувьд Hooke-ийн хууль үнэн байсан бол). Томъёо (2.13)-аас харахад SI Young-ийн модулийг паскальаар илэрхийлдэг (1 Па = 1 Н/м2).

Борооны дуслууд, цасан ширхгүүд, мөчрөөс урагдсан навчнууд дэлхий дээр унадаг.

Гэвч дээвэр дээр ижил цас хэвтэх үед энэ нь Дэлхийд татагдсан хэвээр байгаа ч дээвэр дээгүүр унахгүй, харин ганцаараа үлддэг. Түүнийг унахаас юу сэргийлдэг вэ? Дээвэр. Тэр цасан дээр хүчээр ажилладаг, тэнцүү хүч чадалтаталцал, гэхдээ чиглэсэн эсрэг тал. Энэ ямар хүч вэ?
Зураг 34а нь хоёр тавцан дээр хэвтэж буй самбарыг харуулж байна. Хэрэв та жинг дунд нь байрлуулбал хүндийн хүчний нөлөөн дор жин хөдөлж эхлэх боловч хэсэг хугацааны дараа самбарыг нугалахад зогсох болно (Зураг 34, б). Энэ тохиолдолд таталцлын хүч нь муруй самбарын хажуугийн жинд үйлчилж, босоо дээш чиглэсэн тэнцвэртэй хүч байх болно. Энэ хүчийг гэж нэрлэдэг уян хатан хүч.

Зураг 34. Уян хатан хүч.

Деформацийн үед уян харимхай хүч үүсдэг. Деформацибиеийн хэлбэр, хэмжээний өөрчлөлт юм. Нэг төрлийн хэв гажилт юм нугалах. Дэмжлэг нь хэдий чинээ их нугарна, төдий чинээ их илүү их хүчбие дээрх энэхүү дэмжлэгээс үүсэх уян хатан чанар. Биеийг (жин) самбар дээр байрлуулахаас өмнө энэ хүч байхгүй байсан. Жин хөдөлж, тулгуураа улам нугалахад уян хатан хүч ч нэмэгдэв. Жин зогсох үед уян харимхай хүч нь таталцлын хүчинд хүрч, үр дүн нь тэгтэй тэнцэв.

Хэрэв та дэмжлэг дээр хангалттай байрлуулсан бол хөнгөн объект, дараа нь түүний хэв гажилт нь маш өчүүхэн болж хувирч магадгүй тул бид тулгуур хэлбэрийн өөрчлөлтийг анзаарахгүй байх болно. Гэхдээ деформаци хэвээр байх болно! Үүний зэрэгцээ уян харимхай хүч үйлчилж, энэ тулгуур дээр байрлах биеийг унахаас сэргийлнэ. IN ижил төстэй тохиолдлууд(биеийн хэв гажилт нь анзаарагдахгүй, тулгуурын хэмжээсийн өөрчлөлтийг үл тоомсорлож болох үед) уян харимхай хүчийг гэнэ. газрын урвалын хүч.

Хэрэв та тулгуурын оронд ямар нэгэн төрлийн суспенз (утас, олс, утас, саваа гэх мэт) ашигладаг бол түүнд бэхлэгдсэн объектыг тайван байлгах боломжтой. Энд таталцлын хүчийг мөн эсрэгээр чиглэсэн уян хатан хүчээр тэнцвэржүүлнэ. Энэ тохиолдолд уян хатан хүч нь түүнд бэхлэгдсэн ачааллын нөлөөн дор суспензийг сунгаж байгаатай холбоотой юм. Сунгахөөр төрлийн деформаци.

Уян хатан хүч нь мөн үед үүсдэг шахалт. Энэ нь шахсан пүршийг чангалж, түүнд бэхлэгдсэн биеийг түлхэхэд хүргэдэг (Зураг 27, b-ийг үз).
Английн эрдэмтэн Р.Хук уян хатан чанарыг судлахад ихээхэн хувь нэмэр оруулсан. 1660 онд тэрээр 25 настай байхдаа хожим өөрийнх нь нэрээр нэрлэгдсэн хуулийг байгуулжээ. Хукийн хуульуншдаг:

Биеийг сунгах эсвэл шахах үед үүсэх уян харимхай хүч нь түүний суналттай пропорциональ байна.

Хэрэв биеийн суналт, өөрөөр хэлбэл түүний уртын өөрчлөлтийг х, уян хатан хүчийг F exr гэж тэмдэглэвэл Хукийн хуулийг дараах байдлаар өгч болно. математик хэлбэр:
F удирдлага = kx
Энд k нь биеийн хөшүүн чанар гэж нэрлэгддэг пропорциональ коэффициент юм. Бие бүр өөрийн гэсэн хатуулагтай байдаг. Биеийн хатуулаг (хавар, утас, саваа гэх мэт) их байх тусам өгөгдсөн хүчний нөлөөн дор түүний урт нь бага өөрчлөгддөг.

SI хөшүүн байдлын нэгж нь метр тутамд Ньютон(1 Н/м).

Хэд хэдэн туршилт хийсний үр дүнд батлагдсан энэ хууль, Hooke үүнийг нийтлэхээс татгалзсан. Тиймээс түүний нээлтийн талаар удаан хугацааны туршид хэн ч мэдээгүй байв. 16 жилийн дараа ч гэсэн хамтран ажиллагсаддаа итгэлгүй байсан ч Хук нэгэн номондоо хуулийнхаа зөвхөн шифрлэгдсэн томъёоллыг (анаграмм) өгсөн. Тэр харав
ceiiinossstuv.
Өрсөлдөгчид нээлтийнхээ талаар нэхэмжлэл гаргахыг хоёр жил хүлээсний эцэст тэрээр хуулийнхаа шифрийг тайлж чаджээ. Анаграммыг дараах байдлаар тайлсан.
tu tensio, sic vis
(Латин хэлнээс орчуулбал: суналт гэж юу вэ, хүч ч гэсэн гэсэн үг). "Аливаа булгийн хүч нь түүний өргөтгөлтэй пропорциональ" гэж Хук бичжээ.

Хук сурсан уян хатандеформаци. Энэ нь зогссоны дараа алга болдог хэв гажилтын нэр юм гадны нөлөө. Жишээлбэл, пүршийг бага зэрэг сунгаж, дараа нь суллавал энэ нь дахин анхны хэлбэрээ авах болно. Гэхдээ ижил пүршийг маш их сунгаж болох тул суллагдсаны дараа сунасан хэвээр үлддэг. Гадны нөлөөлөл зогссоны дараа арилдаггүй хэв гажилтыг нэрлэдэг хуванцар.

Хуванцар хэв гажилтыг хуванцар ба шавраас загварчлах, металл боловсруулахад ашигладаг - хуурамчаар үйлдэх, тамгалах гэх мэт.

Учир нь хуванцар хэв гажилтХукийн хууль үйлчилдэггүй.

Эртний цаг үе уян хатан шинж чанарзарим материалууд (ялангуяа, мод гэх мэт) бидний өвөг дээдэс зохион бүтээх боломжийг олгосон сонгино- сунгасан нумын уян харимхай хүчийг ашиглан сум шидэх зориулалттай гар зэвсэг.

Ойролцоогоор 12 мянган жилийн өмнө гарч ирсэн нум нь дэлхийн бараг бүх овог, ард түмний гол зэвсэг болж олон зууны турш оршин тогтнож ирсэн. Шинэ бүтээлээс өмнө галт зэвсэгнум бол дайны хамгийн үр дүнтэй зэвсэг байв. Английн харваачид минутанд 14 хүртэл сум харваж чаддаг байсан бөөнөөр ашиглахтулалдаанд нум сумны бүхэл бүтэн үүлийг бий болгосон. Жишээлбэл, Агинкурын тулалдаанд харвасан сумны тоо ( Зуун жилийн дайн), ойролцоогоор зургаан сая болсон!

Дундад зууны үед энэхүү аймшигт зэвсгийг өргөнөөр ашиглах нь үндэслэлтэй эсэргүүцлийг төрүүлэв тодорхой тойрогнийгэм. 1139 онд Ром дахь Латеран (сүмийн) зөвлөлийн хурлаар эдгээр зэвсгийг Христэд итгэгчдийн эсрэг хэрэглэхийг хориглов. Гэсэн хэдий ч "байт харвааны зэвсгийг хураах" тэмцэл амжилтад хүрээгүй бөгөөд нум сум цэргийн зэвсэгдахин таван зуун жилийн турш хүмүүс үргэлжлүүлэн ашигласан.

Нумны дизайныг сайжруулж, хөндлөвч (загалмай) бий болгосноор тэдгээрээс харвасан сумнууд ямар ч хуяг дуулга цоолж эхлэв. Гэхдээ цэргийн шинжлэх ухаанзүгээр зогссонгүй. Мөн 17-р зуунд. нумыг галт зэвсгээр сольсон.

Одоо бол байт харваа бол спортын нэг төрөл юм.

Асуултууд.

1. Ямар тохиолдолд уян харимхай хүч үүсдэг вэ?

2. Деформаци гэж юу вэ? Деформацийн жишээг өг.

3. Hooke-ийн хуулийг томъёол.

4. Хатуулаг гэж юу вэ?

5. Уян деформаци нь хуванцараас юугаараа ялгаатай вэ?

Интернэт сайтуудаас уншигчдаас оруулсан

Бүх хичээлийн сурах бичиг, ном, физикийн хичээлийн төлөвлөгөө, 7-р анги, реферат, физикийн хичээлийн тэмдэглэл, 7-р анги, сурах бичиг үнэгүй татаж авах, бэлэн гэрийн даалгавар

Уян хатан бодисын шугаман суналт эсвэл шахалтыг эсэргүүцэх хүч нь уртын харьцангуй өсөлт, бууралттай шууд пропорциональ байна.

Та уян харимхай пүршний нэг үзүүрийг барьж, нөгөө үзүүр нь хөдөлгөөнгүй бэхлэгдсэн, түүнийг сунгаж эсвэл шахаж эхлэв гэж төсөөлөөд үз дээ. Пүршийг шахаж эсвэл сунгах тусам энэ нь үүнийг эсэргүүцэх болно. Энэ зарчмаар ямар ч пүршний масштабыг зохион бүтээдэг - энэ нь ган талбай (хүршгийг сунгасан) эсвэл платформын пүршний хэмжээс (пүрш нь шахсан) байна. Ямар ч тохиолдолд хавар нь ачааны жин, хүчний нөлөөн дор хэв гажилтыг эсэргүүцдэг таталцлын таталцалДэлхий рүү чиглэсэн жингийн массыг пүршний уян хатан хүчээр тэнцвэржүүлнэ. Үүний ачаар бид жинлэж буй объектын массыг пүршний төгсгөлийн хэвийн байрлалаас хазайлтаар хэмжиж болно.

Эхлээд жинхэнэ Шинжлэх ухааны судалгааБодисыг уян хатан сунгах, шахах үйл явцыг Роберт Хук хийсэн. Эхэндээ тэрээр туршилтандаа пүрш хэрэглэдэггүй, утсыг хэрэглэж, нөлөөгөөр хэр их сунаж байгааг хэмждэг байв. янз бүрийн хүч, нэг төгсгөлд хэрэглэж, нөгөө төгсгөл нь хатуу бэхлэгдсэн байна. Тэр үүнийг олж мэдсэн тодорхой хязгаарутас нь уян хатан суналтын (уян) хязгаарт хүрч, эргэлт буцалтгүй шугаман бус хэв гажилтанд өртөж эхлэх хүртэл хэрэглэсэн хүчний хэмжээтэй яг пропорциональ сунадаг. см.доор). Тэгшитгэлийн хэлбэрээр Hooke-ийн хуулийг дараах хэлбэрээр бичнэ.

Хаана F-утаснуудын уян хатан эсэргүүцлийн хүч, x- шугаман хурцадмал байдал буюу шахалт, ба к- гэж нэрлэгддэг уян хатан байдлын коэффициент. Илүү өндөр к, утас нь чангарах тусам сунгах эсвэл шахахад хэцүү байдаг. Томъёоны хасах тэмдэг нь мөр эсэргүүцэж байгааг харуулж байна деформаци: сунах үед богиносох, шахах үед шулуун болох хандлагатай байдаг.

Hooke-ийн хууль нь онол хэмээх механикийн салбарын үндэс суурь болсон уян хатан байдал.Хатуу биет дэх атомууд хоорондоо утсаар холбогдсон, өөрөөр хэлбэл эзэлхүүнээр уян хатан бэхлэгдсэн мэт ажилладаг тул энэ нь илүү өргөн хэрэглээтэй болох нь тогтоогдсон. болор тор. Тиймээс уян хатан материалын бага зэрэг уян хатан хэв гажилттай идэвхтэй хүчнүүдМөн Хукийн хуулиар тодорхойлсон боловч арай илүү нарийн төвөгтэй хэлбэр. Уян хатан байдлын онолд Хукийн хууль дараах хэлбэртэй байна.

σ /η = Э

Хаана σ — механик стресс(тусгай хүч хэрэглэсэн хөндлөн хэсэгбиеийн хэсгүүд), η - утсыг харьцангуй сунгах буюу шахах, ба E -гэж нэрлэгддэг Янгийн модуль, эсвэл уян хатан модуль,уян хатан байдлын коэффициенттэй ижил үүрэг гүйцэтгэдэг к.Энэ нь материалын шинж чанараас хамаардаг бөгөөд нэг механик стрессийн нөлөөн дор уян хатан хэв гажилтын үед бие нь хэр их сунах эсвэл агшихыг тодорхойлдог.

Үнэн хэрэгтээ Томас Янг онолыг дэмжигчдийн нэг гэдгээрээ шинжлэх ухаанд илүү алдартай долгионы шинж чанаргэрэл, хэн хуваах итгэл үнэмшилтэй туршилтыг боловсруулсан гэрлийн туяабаталгаажуулахын тулд хоёр цацрагт хуваана ( см.Нэмэлт ба хөндлөнгийн зарчим), үүний дараа үнэнч байх эсэх нь эргэлзээ төрүүлдэг долгионы онолХэнд ч гэрэл үлдсэнгүй (хэдийгээр Юнг өөрийн санаагаа хэзээ ч хатуу математик хэлбэрт оруулж чадаагүй). Ерөнхийдөө Янгийн модуль нь урвалыг тодорхойлдог гурван хэмжигдэхүүний нэг юм хатуу материалтүүнд хэрэглэсэн гадны хүч. Хоёр дахь нь шилжилтийн модуль(гадаргуу дээр тангенциалаар үйлчлэх хүчний нөлөөн дор бодис хэр их шилжсэнийг тодорхойлдог), гурав дахь нь - Пуассоны харьцаа(хэрхэн тайлбарласан хатуусунгасан үед нимгэрдэг). Сүүлийнх нь нэрээр нэрлэгдсэн Францын математикчСимеон Денис Пуассон (1781-1840).

Мэдээжийн хэрэг, Хукийн хууль, тэр ч байтугай Юнгийн сайжруулсан хэлбэрээр ч тохиолдох бүх зүйлийг дүрсэлдэггүй. хатуугадны хүчний нөлөөн дор. Резинэн туузыг төсөөлөөд үз дээ. Хэрэв та үүнийг хэт их сунгахгүй бол резинэн туузаас уян харимхайн буцах хүч гарч ирэх бөгөөд түүнийг суллах үед тэр даруй нийлж, өмнөх хэлбэрээ авна. Хэрэв та резинэн туузыг цааш сунгавал эрт орой хэзээ нэгэн цагт уян хатан чанараа алдаж, суналтын бат бөх чанар нь суларч байгааг мэдрэх болно. Тэгэхээр та гэгдэхийг давсан байна уян хатан хязгаарматериал. Хэрэв та резинийг цааш нь татах юм бол хэсэг хугацааны дараа тэр бүрэн эвдэрч, эсэргүүцэл нь бүрмөсөн алга болно - та гэгдэх хэсгийг гатлав. эвдрэх цэг.

Өөрөөр хэлбэл, Hooke-ийн хууль нь зөвхөн харьцангуй бага шахалт эсвэл суналтанд хамаарна. Бодис нь уян хатан шинж чанараа хадгалахын зэрэгцээ хэв гажилтын хүч нь түүний хэмжээтэй шууд пропорциональ байдаг бөгөөд та үүнд нөлөөлж байна. шугаман систем- хэрэглэсэн хүчний тэнцүү өсөлт бүр нь хэв гажилтын тэнцүү өсөлттэй тохирч байна. Дугуйг дахин чангалах нь зүйтэй уян хатан хязгаар, мөн бодисын доторх атом хоорондын холбоо-булаг нь эхлээд суларч, дараа нь тасардаг - мөн энгийн шугаман тэгшитгэлГука юу болж байгааг тайлбарлахаа больсон. Энэ тохиолдолд тогтолцоо нь болсон гэж хэлдэг заншилтай шугаман бус.Өнөөдрийн судалгаа шугаман бус системүүдба үйл явц нь физикийн хөгжлийн гол чиглэлүүдийн нэг юм.

Роберт Хук, 1635-1703

Английн физикч. Уайт арлын цэнгэг усад тахилчийн хүү болон төрсөн тэрээр Оксфордын их сургуулийг төгссөн. Их сургуульд байхдаа тэрээр Роберт Бойлийн лабораторид туслах ажилтнаар ажиллаж, Бойл-Мариотын хуулийг нээсэн угсралтын зориулалттай вакуум насос барихад нь тусалсан. Исаак Ньютонтой үе тэнгийн хүн байсан тул түүнтэй хамтран ажиллахад идэвхтэй оролцов Хатан хааны нийгэмлэг, 1677 онд тэрээр тэнд шинжлэх ухааны нарийн бичгийн даргын албан тушаалыг авчээ. Тухайн үеийн бусад олон эрдэмтдийн нэгэн адил Роберт Хук хамгийн их сонирхдог байв өөр өөр газар нутаг байгалийн шинжлэх ухаанмөн тэдний олонхийг хөгжүүлэхэд хувь нэмрээ оруулсан. "Микрографи" хэмээх монографидаа ( Микрографи) тэрээр амьд эд эсийн микроскопийн бүтэц болон бусад биологийн сорьцын олон тойм зургийг нийтэлсэн бөгөөд анх удаа нэвтрүүлсэн. орчин үеийн үзэл баримтлал « амьд эс" Геологийн хувьд тэрээр геологийн давхрагын ач холбогдлыг хамгийн түрүүнд хүлээн зөвшөөрч, түүхэнд анх удаа судалсан хүн юм шинжлэх ухааны судалгаа байгалийн гамшиг (см.Нэгдмэл байдал). Тэрээр биетүүдийн хоорондох таталцлын хүч нь тэдгээрийн хоорондох зайн квадраттай тэнцэх хэмжээгээр буурдаг гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн анхны хүмүүсийн нэг бөгөөд энэ нь Ньютоны бүх нийтийн таталцлын тухай хуулийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд эх орон нэгтэн, орчин үеийн хоёр бие биенийхээ талаар маргаж байв. амьдралынхаа эцэс хүртэл түүнийг нээсэн гэж нэрлэгдэх эрхтэй. Эцэст нь, Хук хэд хэдэн чухал шинжлэх ухааны хэмжих хэрэгслийг боловсруулж, өөрөө бүтээсэн бөгөөд үүнийг шинжлэх ухааны хөгжилд оруулсан гол хувь нэмэр гэж үзэх хандлагатай байдаг. Тэр дундаа микроскопын нүдний дуранд хоёр нимгэн утасаар хийсэн загалмайг байрлуулах талаар анх бодож, усны хөлдөх температурыг 0 гэж авахыг санал болгосон анхны хүн юм. температурын хуваарь, мөн бүх нийтийн хамтарсан (бүх нийтийн хамтарсан) зохион бүтээсэн.