胡克定律
彈力的大小和形變的大小有關(guān)系,形變?cè)酱螅瑥椓σ苍酱?,形變消失,彈力就隨著消失。對(duì)于拉伸(或壓縮)形變來(lái)說(shuō),伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度越大,產(chǎn)生的彈力就越大。物體發(fā)生彎曲時(shí)產(chǎn)生的形變叫做彎曲形變。對(duì)于彎曲形變來(lái)說(shuō),彎曲得越厲害,產(chǎn)生的彈力就越大。例如,把弓拉得越滿,箭就射得越遠(yuǎn);把物體放在支持物上,物體越重,支持物彎曲得越厲害,支持力就越大。
在金屬絲的下面掛一個(gè)橫桿,用力扭這個(gè)橫桿,金屬絲就發(fā)生形變,這種形變叫扭轉(zhuǎn)形變。放開(kāi)手,發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的金屬絲產(chǎn)生的彈力會(huì)把橫桿扭回來(lái)。金屬絲扭轉(zhuǎn)角度越大,彈力就越大。
定量的研究各種形變中彈力和形變的關(guān)系比較復(fù)雜,我們經(jīng)常遇到的是彈簧的拉伸(或壓縮)形變。實(shí)驗(yàn)表明:彈簧彈力的大小F和彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比。寫(xiě)成公式就是F=kx,其中k是比例常數(shù),叫做彈簧的勁度系數(shù),在數(shù)值上等于彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)的彈力。勁度系數(shù)跟彈簧的長(zhǎng)度、材料、粗細(xì)等都有關(guān)系。彈簧絲粗的硬彈簧比彈簧絲細(xì)的軟彈簧勁度系數(shù)大。對(duì)于直桿和線的拉伸(或壓縮)形變,也有上述比例關(guān)系。這個(gè)規(guī)律是英國(guó)科學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的適用范圍。物體形變過(guò)大,超出一定的限度,上述比例關(guān)系不再適用,這時(shí)即使撤去外力,物體也不能完全恢復(fù)原狀。這個(gè)限度叫做彈性限度。胡克定律在彈性限度內(nèi)適用。彈性限度內(nèi)的形變叫做彈性形變。