フックの法則とは何か、その公式と工学および建築におけるその応用について説明します。また、弾力性の計算方法。
フックの法則とは何ですか？
フックの弾性の法則、または単にフックの法則は、 個体。 1660年に、有名なアイザックニュートンの同時代人である英国の科学者ロバートフックによって策定されました。
この法則の理論的原則は、 変位 または、対象物が受ける変形 力、は変形力または荷重に正比例します。つまり、力が大きいほど、変形や変位が大きくなるか、Hooke自身がラテン語で定式化したようになります。 Ut tensio sic vis （「エクステンションのように、力のように」）。
フックの法則は、次のようなさまざまな分野で非常に重要です。 物理的 そして弾性ばねの研究（彼の最も頻繁なデモンストレーション）。それは工学と建築、建設と 設計、それは長時間の力または 重さ 内のオブジェクトの寸法を変更します 天気.
この法則はフックによって不思議なアナグラムの形で出版されたと言われています（ceiiinosssttuv）、彼は誰かが彼の発見を不法に所有するかもしれないことを恐れていたので、彼の法律のラテン語の声明を再構築することができます。しかし、数年後、彼は自分の調査結果を公表しました。
ばねのフックの法則
フックの法則の最も一般的な式は次のとおりです。
F = -k。 ΔL
どこ：
- F 変形力です
- ΔL のバリエーションです 長さ ばねの圧縮または伸長のいずれか。
- k バプテスマを受けた比例定数です バネ定数、一般にメートル単位のニュートン（N / m）で表されます。
ΔL、つまり物体の変形を計算するには、初期の長さ（L0）と最終の長さ（Lf）を知る必要があります。
参照：物理学における弾性
フックの法則の適用
フックの法則は、次のようなすべての分野で非常に役立ちます。 知識 材料の弾性能力に満ちています。エンジニアリング、 建築 と建設は 規律 最も頻繁に使用されます。
たとえば、この法則により、自動車の重量が橋や橋を構成する材料（橋など）に与える影響を予測することができます。 金属）。また、特定の機械または産業用デバイス内で、ベローズまたは一連のばねの動作を計算することもできます。
フックの法則の最もよく知られているアプリケーションは、ダイナモメーターの開発です。これは、力をスカラーで測定できるようにするバネとはかりで構成されたデバイスです。
フックの法則と弾力性
フックの法則を適用して計算する 弾性 それが泉であるかどうかによって異なります 個体 弾性。
ばねの弾性を計算するために、「ばね方程式」が適用されます。これは、フックの法則の式を提起する最も一般的な方法です（上記で提供したものと同じ：F =-k.ΔL）。
ばね定数kとばねに接続されている物体の質量がわかれば、ばねの振動角周波数（ω）は次の式で計算できます。
ω=√k/ m
一方、弾性固体の弾性を計算するには、ばねの法則を一般化する必要があります。これは、ばねの体内の応力の分布がベローズよりもはるかに複雑であるためです。
このために、Lamé-Hooke方程式が使用されます。これは、特定の形状（1次元、3次元等方性、または3次元直交異方性）に応じて各固体に特定の式を持ちます。しかし、これらははるかに複雑で技術的な詳細を必要とする主題です。