ሁክ ህግ፡ 10 ጠቃሚ እውነታዎች

ሁክ ህግ ምንድን ነው?

የ ሁክ ህግ መሰረታዊ ንብረቶች

የቁሳቁሶች ሜካኒካዊ ባህሪ ለጭነት, ለሙቀት እና ለአካባቢው በሚሰጡት ምላሽ ላይ የተመሰረተ ነው. በበርካታ ተግባራዊ ችግሮች፣ እነዚህ የቁጥጥር መለኪያዎች ጥምር ውጤቶች መገምገም አለባቸው። ነገር ግን ሸክሞች (የላስቲክ እና የፕላስቲክ መበላሸት) የተናጠል ተጽእኖዎች ስለ ጭነት እና የሙቀት መጠን ጥምር ውጤቶች ወይም የጭነት እና የአካባቢ ተፅእኖዎች ግንዛቤን ለማዳበር ከመሞከርዎ በፊት በዝርዝር ማጥናት አለባቸው። የቁሳቁስ ምላሹም በመጫኛው ባህሪ ላይ የተመሰረተ ሊሆን ይችላል. የተተገበረው ለውጥ ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ ሲሄድ (እንደ ተዘዋዋሪ ፍተሻ) ከዚያም ሊቀለበስ የሚችል (ላስቲክ) ቅርፀት በከፍተኛ ጭነት ላይ የማይቀለበስ / የፕላስቲክ መበላሸት ከመጀመሩ በፊት በትንሽ ጭነት ሊከሰት ይችላል. በተገላቢጦሽ ጭነት ፣ ቁሱ “ድካም” በመባል የሚታወቅ ክስተትም ሊከሰት ይችላል።

ሁክ የህግ ፍቺ፡-

የሮበርት ሁክ ህግ 1660. የቁሱ መበላሸት በእቃው ላይ ካለው ውጫዊ ጭነት ጋር በቀጥታ የሚመጣጠን መሆኑን ይገልጻል። 

እንደ ሁክ ህግ፣ የቁሳቁስ ባህሪ ላስቲክ በተወሰነ ሃይል ምክንያት በጠንካራ ቁስ ውስጥ እንደሚከሰቱ መፈናቀሎች ሊገለጽ ይችላል። መፈናቀሉ ከተተገበረው ኃይል ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው.

የ ሁክ ህግ የተመጣጣኝ ገደቦችን ወይም የመለጠጥ ገደቦችን ያካትታል?

የሁክ ህግ የቁሱ ጫና በእቃው የመለጠጥ ወሰን ውስጥ ከተተገበረው ጭንቀት ጋር ተመጣጣኝ እንደሆነ ይናገራል።

የጭንቀት-ውጥረት ጥምዝ ለ ሁክ ህግ፡

ውጥረት:

የሰውነት መበላሸት ወደ ተግባራዊ ውጫዊ ኃይል ወደ ክፍሉ አካባቢ የሚሰጠው ተቃውሞ ውጥረት በመባል ይታወቃል። ኃይሉ የሚተገበረው ውጥረት በእቃው ሲነሳሳ ነው. የተጫነው አባል ከውጭ የሚተገበረው ሸክም እና በመበላሸቱ ምክንያት ያለው ኃይል እኩል በሚሆንበት ጊዜ ሚዛኑን ጠብቆ ይቆያል.

Σ = P/A

የት,

Σ= Intensity of stress,

• P= በውጪ የሚተገበር ጭነት
• A= መስቀለኛ መንገድ

የጭንቀት ክፍል፡-

የንጥሉ ውጥረት በውጫዊ ኃይል እና በመስቀለኛ ክፍል ላይ ይወሰናል.

ኃይል በኒውተን ይገለጻል፣ እና አካባቢው በ m^2 ይገለጻል።

የጭንቀት አሃድ N/m^2 ነው።

የጭንቀት ዓይነቶች:

የመለጠጥ ውጥረት;

በእቃው ላይ ከውጭ የሚሠራውን ሸክም በመዘርጋት ምክንያት በሰውነት ውስጥ የሚፈጠረው ጭንቀት የቁሱ ርዝመት መጨመር ያስከትላል.

የጨመቃ ጭንቀት

በእቃው አጭር ምክንያት በሰውነት ውስጥ የሚፈጠረው ጭንቀት.

የመቁረጥ ውጥረት;

ውጥረቱ የተከሰተው በውጫዊው ኃይል የመቁረጥ ተግባር ምክንያት በእቃው ውስጥ ነው.

ጫና         

ሰውነት ለውጫዊ ኃይል ሲጋለጥ, በሰውነት መጠን ላይ አንዳንድ ለውጦች አሉ.

ውጥረቱ የሚወከለው እንደ የሰውነት ልኬት ለውጥ ሬሾ እና ከመጀመሪያው የሰውነት መጠን ጋር ነው።

ε = ∆L/L

የጭንቀት ክፍል

ውጥረቱ መጠን የሌለው መጠን ነው።

የጭንቀት ዓይነቶች:

የመለጠጥ ውጥረት; 

የመለጠጥ ውጥረቱ በርዝመት ለውጥ ምክንያት የሚፈጠረው ውጥረት ነው።

የቮልሜትሪክ ጫና;

የቮልሜትሪክ ውጥረቱ በድምፅ ለውጥ ምክንያት የሚፈጠረው ውጥረት ነው.

የሸርተቴ ጫና;

የ የመቁረጥ ጫና በሰውነት አካባቢ ለውጥ ምክንያት የሚፈጠረው ውጥረት ነው.

ሁክ የህግ ግራፍ | የ ሁክ ህግ ሙከራ ግራፍ

ሮበርት ሁክ ምንጮችን እና የመለጠጥ ምንጮችን አጥንቶ አገኛቸው። ለተለያዩ ቁሳቁሶች የጭንቀት-ውጥረት ኩርባ መስመራዊ ክልል አለው። በተመጣጣኝ ገደብ ውስጥ, ማንኛውንም ተጣጣፊ ነገር ለመሳብ የሚተገበረው ኃይል የፀደይ ማራዘሚያውን ከማፈናቀል ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው.

ከመነሻው እስከ የተመጣጣኝነት ገደብ ቁሳቁስ የ Hook ህግን ይከተላል። ከመለጠጥ ገደብ ባሻገር ቁሱ የመለጠጥ ችሎታውን ያጣል እና እንደ ፕላስቲክ ይሠራል. ቁሱ የመለጠጥ ገደብ ሲያልፍ, የተተገበረውን ኃይል ከተወገደ በኋላ, ቁሱ ወደ መጀመሪያው ቦታው ይመለሳል.

እንደ ሁክስ ህግ ውጥረት እስከ መለጠጥ ገደብ ድረስ በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው ነገር ግን የጭንቀት vs strain ከርቭ ከመለጠጥ ገደብ ይልቅ እስከ ተመጣጣኝ ገደብ ድረስ ነው ለምን?

ከእነዚህ መግለጫዎች ውስጥ የትኛው ትክክል ነው ሁሉም የላስቲክ ቁሶች የ Hookes ህግን የሚከተሉ ወይም የ Hookes ህግን የሚከተሉ ቁሳቁሶች የመለጠጥ ችሎታ ያላቸው ናቸው?

• መልስ:

ሁሉም የላስቲክ ቁሶች የ Hook ህግን አይከተሉም. የ Hook ህግን የማይታዘዙ አንዳንድ ላስቲክ ቁሶች አሉ። ስለዚህ የመጀመሪያው መግለጫ ልክ ያልሆነ ነው። ነገር ግን የ Hook ህግን የሚከተሉ ቁሳቁሶች የመለጠጥ መሆናቸው የግድ አስፈላጊ አይደለም፣ በውጥረት-ውጥረት ከርቭ የ Hook ህግ ቁሳቁሶች እስከ ተመጣጣኝ ገደባቸው ድረስ የ Hookን ህግ ይከተላሉ እና የመለጠጥ ችሎታ አላቸው። እያንዳንዱ ቁሳቁስ በተወሰነ ገደብ ላይ የተወሰነ የመለጠጥ ባህሪ አለው እና በተወሰነ ቦታ ላይ የመለጠጥ ኃይልን ማከማቸት ይችላል.

በ Hookes law እና Youngs modules መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?

ሁክ የመለጠጥ ህግ፡-

ውጫዊ ኃይል በሰውነት ላይ በሚተገበርበት ጊዜ ሰውነት ወደ መበላሸት ይሞክራል. ውጫዊው ኃይል ከተወገደ እና ሰውነቱ ወደ መጀመሪያው ቦታው ይመለሳል. ጭንቀትን ካስወገዱ በኋላ የሰውነት አካል ወደ ቀድሞው ቦታ የመመለስ አዝማሚያ የመለጠጥ ችሎታ በመባል ይታወቃል. በተወሰነ ገደብ ውስጥ ጭንቀትን ካስወገዱ በኋላ ሰውነት ወደ መጀመሪያው ቦታ ይመለሳል. ስለዚህ ቅርጹ ሙሉ በሙሉ የሚጠፋው እስከ የትኛው እና በውስጡ ያለው የኃይል ዋጋ ውስን ነው። ከዚህ ገደብ ኃይል ጋር የሚዛመደው ጭንቀት የቁሱ የመለጠጥ ገደብ ነው.

የወጣቶች ሞጁሎች | የመለጠጥ ሞጁል፡

በውጥረት እና በጭንቀት መካከል ያለው ተመጣጣኝ ቋሚነት የወጣቶች ሞጁል እና የመለጠጥ ሞጁል በመባል ይታወቃል።

E = ∆L

ኢ = የወጣት ሞዱሉስ

የ ሁክ ህግ ምሳሌ ምንድነው?

የ ሁክ ህግ ምንጭ፡-

የአውቶሞቢል እቃዎች አስፈላጊ አካል , ፀደይ በተዘረጋ ወይም በተጨናነቀ ጊዜ እምቅ የመለጠጥ ኃይልን ያከማቻል. የፀደይ ማራዘሚያ በተመጣጣኝ ገደብ ውስጥ ከተተገበረው ኃይል ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው.

የሂሳብ ውክልና የ የሃክ ሕግ የተተገበረው ኃይል ከመፈናቀሉ ጊዜ ጋር እኩል መሆኑን ይገልጻል ፣

ረ= -ኬክስ

የ Hook's law ቁሳቁስ የመለጠጥ ባህሪያት ሊገለጹ የሚችሉት የተተገበረው ኃይል ከመፈናቀሉ ጋር ቀጥተኛ ተመጣጣኝ ሲሆን ብቻ ነው።

የሁክ ህግ የማይታዘዝ ንጥረ ነገር ስም ማን ይባላል?

መልስ: ኮታ

የሙቀት መስፋፋት በሚከሰትበት ጊዜ የሆክ ህግ አይሳካም?

መልስ፡ አይ

ሁክ ህግ ውጥረት ውጥረት | የ ሁክ ህግ ለአውሮፕላን ጫና

የሁክ ህግ ቁሱ ሲወጠር ወይም ሲጨመቅ ባህሪውን ለመረዳት አስፈላጊ ነው። የቁሳቁስ ባህሪ ባህሪያትን በመረዳት ቴክኖሎጂውን ማሳደግ አስፈላጊ ነው.

የሁክ ህግ እኩልታ የጭንቀት ጫና

ረ=ምa

σ=ኤፍ/ኤ

ε = Δl/l0

σ = ኢ ε

F= -k * Δx

ውጥረቱ የጠቅላላ መበላሸት ወይም የርዝመት ለውጥ ወደ መጀመሪያው ርዝመት ሬሾ ነው።

ይህ ግንኙነት በ ε = Δl/l ተሰጥቷል₀ ውጥረት, ε, ለውጥ ነው l በመነሻ ርዝመት የተከፈለ, l₀ .

በ ሁክ ህግ የጸደይ ጅምላ እንደሌለው የምንቆጥረው ለምንድን ነው?

የሁክ ህግ በፀደይ ማራዘሚያ እና በፀደይ ቋሚነት ላይ የተመሰረተ እና በፀደይ ወራት ብዛት ላይ የተመሰረተ ነው.ስለዚህ በ Hook ህግ ውስጥ የፀደይ ጅምላ እንደሌለው እንቆጥራለን.

ሁክ የህግ ሙከራ

የ የሁክ ህግ ሙከራ የፀደይን የፀደይ ቋሚ ለማወቅ ተደረገ። ጭነት ከመተግበሩ በፊት የፀደይ የመጀመሪያው ርዝመት ይለካል. የተተገበሩትን ጭነቶች (ኤፍ) በ N ውስጥ እና ከተራዘመ በኋላ የፀደይ ተጓዳኝ ርዝመቶችን ይመዝግቡ። ቅርጹ ከመጫኑ በፊት ከዋናው ርዝመት ሲቀነስ አዲሱ ርዝመት ነው።

ኃይሉ መልክ ስላለው

 ረ = -kx

የሆክ ህግ ለምን አሉታዊ ነው?

ለፀደይ መንጠቆዎች ህግን በሚወክሉበት ጊዜ, አሉታዊ ምልክቱ ሁልጊዜ የሚቀርበው በፀደይ ቋሚው ምርት እና በብልሽት ምክንያት ነው, ምንም እንኳን ጉልበቱ ባይተገበርም. የመልሶ ማቋቋም ኃይል, ለፀደይ እና ለፀደይ መበላሸት የሚሰጠው, ቀድሞውኑ ከተተገበረው ኃይል በተቃራኒ አቅጣጫ ነው. ስለዚህ የመለጠጥ ቁሳቁሶችን በሚፈታበት ጊዜ የመልሶ ማቋቋም ኃይልን አቅጣጫ መጥቀስ አስፈላጊ ነው.

የ ሁክ ህግ አመጣጥ:

ሁክ የህግ እኩልታ፡-

ረ=-kx

የት,

• ረ=የሚተገበር ሃይል
• k= ለመፈናቀል ቋሚ
• x = የእቃው ርዝመት

• የ k አጠቃቀም እንደ የመለጠጥ ቁሳቁስ ዓይነት, መጠኖቹ እና ቅርጹ ላይ የተመሰረተ ነው.
• በአንፃራዊነት ከፍተኛ መጠን ያለው የተተገበረ ኃይልን ስንጠቀም, የቁሳቁስ መበላሸቱ ትልቅ ነው.
• ምንም እንኳን ቁሱ ልክ እንደበፊቱ የመለጠጥ እና ወደ መጀመሪያው መጠኑ ይመለሳል, እና የምንጠቀምበትን ኃይል ስናስወግድ, ቅርፁን ይይዛል. በሰዓቱ,

የ ሁክ ህግ የኃይሉን ኃይል ይገልጻል

ረ = -ኬክስ

እዚህ, F ወደነበረበት ለመመለስ እኩል እና በተቃራኒው የተተገበረውን ይወክላል, ይህም የመለጠጥ ቁሶች ወደ መጀመሪያው ልኬታቸው እንዲመለሱ ያደርጋል.

የ ሁክ ህግ የሚለካው እንዴት ነው?

ሁክ የህግ ክፍሎች

የSI ክፍሎች፡ N/m ወይም kg/s².

የ ሁክ ህግ ጸደይ ቋሚ

የ ሁክ ህግን ከፀደይ ቋሚ ጋር በማያያዝ በቀላሉ እንረዳለን። በተጨማሪም ይህ ህግ ምንጭን ለመጨመቅ ወይም ለማራዘም የሚያስፈልገው ኃይል ከምንጨመቀው ወይም ከምንዘረጋው ርቀት ጋር በቀጥታ የሚመጣጠን መሆኑን ይገልፃል።

በሂሳብ አነጋገር፣ ይህንን እንደሚከተለው ልንገልጽ እንችላለን፡-

F=-Kx

እዚህ,

F በፀደይ ወቅት የምንተገበርበትን ኃይል ይወክላል. እና x ብዙውን ጊዜ በሜትር የምንገለፅበትን የፀደይ መጨናነቅ ወይም ማራዘምን ይወክላል።

የ ሁክ ህግ ምሳሌ ችግሮች

በሚከተለው ምሳሌ ይህንን የበለጠ በግልፅ እንረዳው።

የ 50 ኪ.ግ ጭነት ሲኖረው አንድ ምንጭ በ 10 ሴ.ሜ ይዘረጋል. የፀደይ ቋሚውን ያግኙ።

እዚህ, የሚከተለው መረጃ አለው.

ክብደት (ሜ) = 10 ኪ.ግ

መፈናቀል (x) = 50cm = 0.5m

አሁን፣ ያንን እናውቃለን፣

አስገድድ = የጅምላ x ፍጥነት

=> 10 x 0.5= 5 ኤን.

እንደ ስፕሪንግ ኮንስታንት ቀመር

k = F/x

=> -5/0.5= -10 ን/ሜ.

የ ሁክ ህግ መተግበሪያዎች | በእውነተኛ ህይወት ውስጥ የ ሁክ ህግ መተግበሪያ

የ ሁክ ህግ ሙከራ ውይይት እና መደምደሚያ

የ ሁክ ህግ ገደብ:

የሁክ ህግ የላስቲክ አካላት ምላሽ የመጀመሪያ ደረጃ ግምታዊ ነው። ከተወሰነ የመለጠጥ ወሰን በላይ ቁሱ መጨናነቅ ወይም ውጥረት ከገጠመው የተወሰነ ቋሚ ቅርጻቅር ወይም የግዛት ለውጥ ሳይደረግበት በመጨረሻ ይወድቃል። ብዙ ቁሳቁሶች የመለጠጥ ገደቦችን ከመድረሱ በፊት በደንብ ይለያያሉ.

የ Hook ህግ ሁለንተናዊ መርህ አይደለም። በሁሉም ቁሳቁሶች ላይ አይተገበርም. የመለጠጥ ችሎታ ባላቸው ቁሳቁሶች ላይ ተፈጻሚ ይሆናል. እና የቁሳቁስ አቅም ወደ አንድ የተወሰነ ቦታ የመዘርጋት አቅም እስኪያገኝ ድረስ የመጀመሪያ ቦታቸውን መልሰው ማግኘት አይችሉም።

የእቃው የመለጠጥ ገደብ እስኪያልቅ ድረስ ተግባራዊ ይሆናል. ቁሱ ከተዘረጋው ገደብ በላይ ከተዘረጋ, የፕላስቲክ መበላሸት በእቃው ውስጥ ይከናወናል.

ሕጉ ትክክለኛ መልሶችን ሊሰጥ የሚችለው ትንንሽ ለውጦችን እና ኃይሎችን ለሚያካሂዱ ቁሳቁሶች ብቻ ነው።

የ ሁክ ህግ እና የመለጠጥ ጉልበት፡

የላስቲክ ኢነርጂ የመለጠጥ አቅም ያለው ሃይል በተከማቸ የመለጠጥ እና የመለጠጥ ነገር ለምሳሌ የፀደይ መወጠር እና መልቀቅ። በ Hook ህግ መሰረት የሚፈለገው ኃይል ከፀደይ የመለጠጥ መጠን ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው.

የ Hook ህግ፡ F= -Kx — (Eq1)

የተተገበረው ኃይል የመለጠጥ ቁሳቁስ ማራዘም እና መበላሸት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው. ስለዚህም

ውጥረት ከውጥረት ጋር በቀጥታ የተመጣጠነ ነው ምክንያቱም ውጥረት በክፍል አካባቢ ላይ የሚተገበር ኃይል እና ውጥረቱ ወደ መጀመሪያው ልኬት መለወጥ ነው። ግምት ውስጥ የሚገቡት ጭንቀቶች እና ጫናዎች መደበኛ ውጥረት እና መደበኛ ውጥረት ናቸው.

በሚቆራረጥ ውጥረት ጊዜ ቁስ አካል በተወሰነ የተመጣጠነ ገደብ ውስጥ ተመሳሳይ እና isotropic መሆን አለበት።

የጭረት ጭንቀት እንደሚከተለው ይወከላል-

τ_xy = ጂ_xy - (Eq2)

የት,

• τ_xy= የመሸርሸር ውጥረት
• G=የግትርነት ሞጁሎች
• γ_xy=የመቆራረጥ ውጥረት

ይህ ግንኙነት የመሸርሸር ጭንቀትን በተመለከተ የ Hook ህግን ይወክላል። ለትንሽ ጥንካሬ እና መበላሸት ይቆጠራል. ከተጫነ ትልቅ ኃይል ያለው ቁሳቁስ ወደ ውድቀት ይመራል.

ለመላጨት ጭንቀቶች የተጋለጡትን ቁሳቁስ ግምት ውስጥ ማስገባት τ_yz ና τ_zy, ለትንሽ ጭንቀት, የ γ_xy ለሁለቱም ሁኔታዎች ተመሳሳይ ይሆናል እና በተመሳሳይ መንገድ ይወከላሉ. የመቁረጥ ጫናዎች በተመጣጣኝ ገደብ ውስጥ,

τ_xy = ጂ_xy - (ኢክን3)

τ_xy = ጂ_xy - (ኢክን4)

ጉዳይ 1፡ በ ውስጥ ያሉ ውጥረቶች ባሉበት ግልጽ የሆነ ውጥረት z- መመሪያው ችላ ሊባል የማይችል ነው ተብሎ ይታሰባል ፣

Δ

ለአይዞሮፒክ እና ተመሳሳይነት ያለው ቁሳቁስ የጭንቀት-ውጥረት ግትርነት ግንኙነት ፣

የ ግትርነት ማትሪክስ ወደ ቀላል 3 × 3 ማትሪክስ ይቀንሳል, የ ተገዢነት ማትሪክስ የአውሮፕላኑ ውጥረቱ የሚገኘው የአውሮፕላኑን ጥንካሬ ማትሪክስ በመገልበጥ እና በ

 ጉዳይ 2፡ የአውሮፕላን ጫና፡

ውጥረት - ውጥረት ግትርነት ማትሪክስ የሼር ሞጁሉን በመጠቀም ይገለጻል G, እና የምህንድስና ሸለቆ ውጥረት

∆zz = ∆xz = ∆yz

የ ተገዢነት ማትሪክስ is,

የ ሁክ ህግ ችግሮች፡-

የስቴቶች መንጠቆዎች ህግ ከ 3 ሴ.ሜ እስከ 40 ሴ.ሜ ለመጨመቅ 35 N ኃይል የሚያስፈልገው የፀደይ ቋሚ የፀደይ ቋሚ ምንድነው?

የ Hook ህግ;

ረ= -ኬክስ

3= -ኬ (35-40)

K = 0.6

የ 1 N ሃይል የጎማ ባንድ በ 2 ሴ.ሜ ይዘረጋል የ Hookes ህግ ተግባራዊ ይሆናል ብለን በማሰብ የ 5 N ሃይል የጎማውን ባንድ ምን ያህል እንደሚዘረጋ

ጉልበት በቀጥታ ከተዘረጋው መጠን ጋር ተመጣጣኝ ነው፣ በ Hook ህግ መሰረት፡-

ረ= -ኬክስ

F1/F2 = x1/x2

  F2=3 ሴሜ

ለበለጠ መጣጥፍ እዚህ ጠቅ ያድርጉ