Закон Гука описывает линейную зависимость между силой, приложенной к упругому телу, и его деформацией. В наиболее распространенном виде формула записывается так: Расшифровка компонентов
- — сила упругости (измеряется в Ньютонах, Н). Она направлена в сторону, противоположную деформации.
- — коэффициент жесткости тела (измеряется в Н/м). Зависит от материала и геометрических размеров объекта.
- — изменение длины тела (удлинение или сжатие), измеряется в метрах (м). Иногда обозначается просто как .
Физический смысл знака «минус» Знак минус в векторной форме указывает на то, что сила упругости всегда направлена против деформации. Если вы растягиваете пружину вправо, сила упругости стремится вернуть её влево. При расчетах модулей (величин) сил знак часто опускают: Условия применимости Закон Гука выполняется только в пределах упругой деформации. Если превысить этот предел (предел пропорциональности), тело либо деформируется необратимо (пластическая деформация), либо разрушится. Другие формы записи
- Для механического напряжения:
В сопротивлении материалов используется формула через относительную деформацию:
Где — механическое напряжение, — модуль Юнга (модуль упругости), а — относительная деформация. Потенциальная энергия деформированной пружины:
С законом Гука неразрывно связана энергия сжатой или растянутой пружины:
Я могу рассчитать конкретную силу или коэффициент жесткости, если вы предоставите числовые данные. Хотите, чтобы я подготовил таблицу с примерами жесткости различных материалов?