书城科普读物物理常识速读
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第69章 什么是胡克定律

胡克定律是力学的基本定律之一,是适用于一切固体材料的弹性定律,它的内容是这样的:在弹性限度内,物体的形变跟引起形变的外力成正比。这个定律是英国科学家胡克发现的,因此称为胡克定律。又译作虎克定律。

胡克是一个贫苦的学生,但他非常刻苦努力。因为没办法上大学,只好当了义工,顺便偷听课程,被波义尔发现,但他没把胡克赶走,反而把胡克叫进来上课。从此,胡克的转机来了,他帮助波义尔发现了波义尔定律,即气体的体积与压力成反比,这使波义尔很欣赏他,让他进了皇家科学研究院。虽然一直被排斥,但胡克还是忍了下来,后来,他又发现了对固体施力,与物体的变形,在应力不很大时,是简单的正比关系,而其比例常数,随物质的种类不同而不同,因此是物质性质之一。这就是胡克定律。这个定律开启了物性学和弹性力学的研究。

胡克定律的表达式为F=-kx或ΔF=-kΔx,其中k是常数,是物体的劲度或称为倔强系数。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。倔强系数在数值上等于弹簧伸长或缩短单位长度时的弹力。

胡克定律是物理学的重要基本理论。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=-kx,其中k是物质的弹性系数,它是由材料的性质所决定的,负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长或压缩的方向相反。