Хукийн хууль

1. Пүршний хувьд Хүүкийн хууль

Хэрэв пүршийг баруун тийш татвал пүрш сунаж, урт нь нэмэгдэх болно (зураг 1). Хэрэв татах хүч их биш бол пүршний уртын өсөлт (Δx) нь татах хүчний хэмжээтэй (F) пропорциональ байгааг тогтоожээ. Өөрөөр хэлбэл, татах хүч их байх тусам пүршний урт их байна. Таталтын хүчний хэмжээ (F) болон пүршний уртын өсөлтийн харьцуулалт тогтмол байна.

Гукийн 1-р хууль

Пүршийг баруун тийш татаж, урт нь Δx-ээр нэмэгдэнэ. Пүршний уртын өсөлт нь татах хүчтэй пропорциональ байна.

Гукийн 2-р хууль

Хүч (F) ба пүршний уртын өсөлт (Δx)-ийн хоорондын хамаарлыг графикаар дүрсэл. F нь Δx-тэй пропорциональ байна. F-ийг Δx-тэй харьцуулах нь тогтмол байна.

Хүчний (F) пүршний уртын өсөлттэй харьцуулсан харьцаа (Δx)-ийг ижил график налуугаар харуулав (зураг 2).

F / Δ x = k

F = k Δ x

k нь пүршний тогтмол буюу пүршний уян хатан чанарын коэффициент юм. Энэ хамаарлыг анх 1678 онд Роберт Хук (1635 – 1703) ажигласан тул үүнийг Хукийн хууль гэж нэрлэдэг байжээ.

Хэрэв пүршинд үйлчилсэн хүч пүршний уян хатан чанарын хязгаараас давсан бол хүчийг арилгасны дараа пүршний урт анхны уртдаа эргэж орохгүй. Хүүкийн хууль нь зөвхөн уян хатан чанарын хязгаарт хамаарна. Пүршний уян хатан чанарын хязгаар нь пүрш хэлбэрээ бүрмөсөн өөрчлөхөөс өмнө пүршинд өгч болох хамгийн их хүч бөгөөд пүршний урт анхны уртдаа эргэн орж чадахгүй. Хэрэв хүч нэмэгдсээр байвал пүрш гэмтсэн байна.

2. Пүршгүй байдлын хувьд Хүүкийн хууль

Хүүкийн хууль нь бүх хатуу биетэд мөн хамаарна. Хэрэв хатуу биет дээр гадны хүч өгөгдсөн бол тухайн биет хэлбэрээ өөрчилнө. Бид эдгээр хатуу биетүүдийн хэлбэрийн өөрчлөлтийг стресс ба суналтын тухай ойлголтыг ашиглан авч үздэг. Стресс нь тухайн объектын хэлбэр өөрчлөгдөхөд хүргэдэг хүчний хүчийг илэрхийлдэг. Стресс нь стрессээс үүдэлтэй объектын хэлбэрийн өөрчлөлтийг илэрхийлдэг. Стресс ба суналтын хамгийн бага үед стресс нь суналттай пропорциональ байдаг болохыг тогтоосон. Стресс ба суналтын харьцаа тогтмол бөгөөд энэ харьцуулсан тогтмолыг уян хатан чанарын модуль гэж нэрлэдэг.

Стресс / Хэвийн ачаалал = уян хатан модуль

Энэ хамаарлыг мөн Хүүкийн хууль гэж нэрлэдэг бөгөөд стресс нь хэв гажилттай пропорциональ бөгөөд стресс ба хэв гажилтын хоорондын харьцаа тогтмол байдаг. Хэрэв объект дээр үйлчилж буй хүч нь объектын уян хатан чанараас давсан бол Хүүкийн хууль үйлчлэхгүй. Хүүкийн хууль нь зөвхөн объектын уян хатан чанарын хязгаарт л үйлчилнэ.

Уян харимхайн модуль нь Янгийн модуль, зүслэгийн модуль, эзлэхүүний модуль гэсэн гурван төрөл байдаг.

2.1 Янгийн модуль

Кабель, утас эсвэл олсны хоёр үзүүрийг ижил хэмжээтэй, эсрэг чиглэлд хүчээр татахад кабель, утас эсвэл олс нь таталтын төлөвт байна. Үүнтэй холбоотой өдөр тутмын амьдралд тохиолддог жишээнд хаданд авирагчдыг барьж байдаг олс, хөлөг онгоцны ачих, буулгах систем дээрх цахилгаан шат, утас, ачаа тээшний шугам эсвэл контейнеруудыг барьж байдаг утас гэх мэт орно. Суналтын кабель, утас эсвэл олс нь суналтын даралтын улмаас суналтын суналтыг мэдэрдэг. Бид суналтын даралтыг суналтын бат бэхийн (F) объектын хөндлөн огтлолын талбайтай харьцуулсан харьцаа (A) гэж тодорхойлдог. Харин суналтын суналтыг уртын өсөлтийн (Δl) объектын анхны урттай харьцуулсан харьцаа (lo) гэж тодорхойлдог. Янгийн модуль нь суналтын даралтын суналтын суналтын харьцаа юм.

Суналтын даралт / суналтын деформаци = Янгийн модуль

F/A: Δl/lo = Y

Хэрэв суналтын даралт бага байвал хүчийг арилгасны дараа объектын урт хэвийн хэмжээндээ эргэн орно. Хэрэв суналтын даралт нь объектын уян хатан чанараас давсан бол хүчийг арилгасны дараа объектын урт хэвийн хэмжээндээ эргэн орохгүй. Хэрэв суналтын даралт үргэлжлэн нэмэгдсээр байвал объект хугарна.

2.2 Хяргах модуль

Ширээний гадаргуу дээр зузаан ном тавь. Гараа номын гадаргуу дээр тавиад номын гадаргууг урагш түлх. Таны түлхэлт номын дээд гадаргуу болон түүний чиглэлийг урагш, номын гадаргуутай параллель байдлаар ажиллуулна. Номын доод гадаргуу нь түлхэлтийн эсрэг чиглэлд статик үрэлтийн улмаас тайван байдалд байна. Эхэндээ номын хэлбэр нь дөрвөлжин эсвэл тэгш өнцөгт хэлбэртэй байсан бөгөөд түлхсэний дараа номын хэлбэр нь параллелограмм болж хувирдаг. Номын хэлбэрийн өөрчлөлт нь хяргах даралтаас болж хяргах суналт үүсдэгийн нэг жишээ юм.

Гукийн 3-р хуульХяралтын даралтыг хүчний (F) шилжсэн гадаргуугийн талбай (A)-тай харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлно. Хяралтын деформацийг Δx-ийн объектын өндөр (h)-тэй харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлно. Хяралтын даралтын болон хяргах деформацийн харьцааг хяргах модуль гэж нэрлэдэг.

Хяргах даралт/хяргах деформаци = Хяргах модуль

F/A: Δx/h = Хяргах модуль

2.3 Бөөнөөр тооцох модуль

Дэлхийн 2-р дайны тухай баримтат кинонд шумбагч онгоц ашиглан далайд дайны үзэгдлүүд гардаг. Тэд дайсан шумбагч онгоцноос нуугдах хүсэлтэй тул улсын тэнгисийн цэргийн шумбагч онгоц илүү гүн шумбаж, бараг далайн ёроолд хүрдэг. Гайхалтай нь шумбагч онгоцны хана хагарч, далайн ус шумбагч онгоцны дотор талд орсон байна. Шумбагч онгоцны хана нь далайн усны гадаргуу дээр үйлчилдэг даралтын улмаас хагарсан байна. Далайн усны даралт нь далайн усны гүнтэй пропорциональ байна. Шумбах тусам далайн усны даралт ихэснэ. Хэрэв шумбагч онгоцны ханын бүтэц бат бөх биш бол шумбагч онгоцны хана хагарна.

Далайн усны бүх гадаргуу дээрх даралтын улмаас шумбагч онгоц хагарсан тухай түүх бол эзэлхүүний даралтын улмаас объект эзэлхүүний хэв гажилтад орж байгаагийн жишээ юм. Эзэлхүүн-даралтыг объектын бүх гадаргуу дээр үйлчилж буй нийт хүчний (F) объектын гадаргуугийн талбай (A)-тай харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлдог. Эзэлхүүний хэв гажилтыг эзэлхүүний бууралтын (-ΔV) объектын анхны эзэлхүүн (Vo)-той харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлдог. Эзэлхүүний эзэлхүүний хэв гажилттай харьцуулсан даралтын харьцааг эзэлхүүний модуль гэж нэрлэдэг.

Эзлэхүүн-даралт / эзлэхүүний омог = эзлэхүүний модуль

– ΔF/A : ΔV/V o = эзлэхүүний модуль

Хатуу ба шингэн биетүүд эзлэхүүний модультай байдаг боловч зөвхөн хатуу биетүүд л Янгийн модуль ба зүсэлтийн модультай байдаг.

Сэтгэгдэл үлдээх