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胡克定律是什么 胡克定律是什么意思

2022-05-20  来源:天气网  【字体:  

  胡克定律是力学基本定律之一。表述为:固体材料受力之后,材料中的应力与应变之间成线性关系。满足胡克定律的材料称为线弹性或胡克型材料。胡克的发现直接导致了弹簧测力计,测量力的基本工具的诞生,并且直到现代的物理实验室还在广泛使用。弹簧测力计的原理也即是“胡克定律”。

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  从物理的角度看,胡克定律源于多数固体(或孤立分子)内部的原子在无外载作用下处于稳定平衡的状态。许多实际材料,如一根长度为L、横截面积A的棱柱形棒,在力学上都可以用胡克定律来模拟——其单位伸长(或缩减)量(应变)在常系数E(称为弹性模量)下,与拉(或压)应力σ成正比例,即:弹簧给予物体的力F与长度变化量x成线性关系(F=-k·x或△F=-k·Δx)

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  胡克定律的内容为:在材料的线弹性范围内(见上图的材料应力应变曲线的比例极限范围内),固体的单向拉伸变形与所受的外力成正比;也可表述为:在应力低于比例极限的情况下,固体中的应力与应变成正比,即,式中为常数,称为弹性模量或杨氏模量。把胡克定律推广应用于三向应力和应变状态,则可得到广义胡克定律。胡克定律为弹性力学的发展奠定了基础。

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  起初,胡克在做实验的过程中,发现“弹簧上所加重量的大小与弹簧的伸长量成正比”,他又通过多次实验验证自己的猜想。1678年,胡克写了一篇《弹簧》论文,向人们介绍了对弹性物体实验的结果,为材料力学和弹性力学的发展奠定了基础。

  19世纪初,在前者做了不少实验工作的前提下,英国科学家托马斯·杨总结了胡克等人的研究成果,指出:如果弹性体的伸长量超过一定限度,材料就会断裂,弹性力定律就不再适用了,明确地指出弹性力定律的适用范围。

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