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胡克定律是什么认识神奇的力学原理

归档日期:09-05       文本归类:胡克      文章编辑:爱尚语录

  “x”,是弹簧伸长或缩短的长度,注意“x”是以弹簧无形变时的长度为基准,即x=x-x0或x=x0-x.

  “k”,叫弹簧的劲度系数,它描述单位形变量时所产生弹力的大小,k值大,说明形变单位长时需要的力大,或者说弹簧“硬”.k跟弹簧材料、长短、粗细等都有关系.k的国际单位是牛/米.

  如果将几个同样的弹簧串联或并联起来后,这个新的弹簧的劲度系数不再是原来的劲度系数.如图(1)所示,设两个劲度系数都是k的弹簧串联后的劲度系数为k1,则有F=k1·x,由于a点的弹力也为F,所以对弹簧1可写两个劲度系数都是k原长相同的弹簧并联时的劲度系数为k2,则有

  胡克定律由R.胡克于1678年提出,表达式为F=-k·x或△F=-k·Δx,其中k是常数,是物体的劲度系数(倔强系数)(弹性系数)。在国际单位制中,F的单位是牛,x的单位是米,它是形变量(弹性形变),k的单位是牛/米。劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。

  胡克的弹性定律指出:弹簧在发生弹性形变时,弹簧的弹力F和弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比,即F= k·x 。k是物质的弹性系数,它只由材料的性质所决定,与其他因素无关。负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。

  满足胡克定律的弹性体是一个重要的物理理论模型,它是对现实世界中复杂的非线性本构关系的线性简化,而实践又证明了它在一定程度上是有效的。然而现实中也存在这大量不满足胡克定律的实例。胡克定律的重要意义不只在于它描述了弹性体形变与力的关系,更在于它开创了一种研究的重要方法:将现实世界中复杂的非线性现象作线性简化,这种方法的使用在理论物理学中是数见不鲜的。

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