1. Ligji i Hooke-ut për sustat
Nëse susta tërhiqet djathtas, ajo do të shtrihet dhe do të rritet në gjatësi (figura 1). Nëse forca tërheqëse nuk është e madhe, zbulohet se rritja në gjatësinë e sustës (Δx) është proporcionale me madhësinë e forcës tërheqëse (F). Me fjalë të tjera, sa më e madhe të jetë forca tërheqëse, aq më e madhe është gjatësia e sustës. Krahasimi i madhësisë së forcës tërheqëse (F) dhe rritjes së gjatësisë së sustës (Δx) është konstant.
Susta tërhiqet djathtas në mënyrë që gjatësia e saj të rritet në Δx. Rritja e gjatësisë së sustës është proporcionale me forcën tërheqëse.
Vizatoni grafikisht marrëdhënien midis Forcës (F) dhe rritjes së gjatësisë së sustës (Δx), ku F është proporcionale me Δx. Krahasimi i F me Δx është konstant.
Raporti i forcës (F) me rritjen e gjatësisë së sustës (Δx) tregohet nga e njëjta pjerrësi e grafikut (figura 2).
F / Δ x = k
F = k Δ x
k është një konstante e sustës ose koeficienti i elasticitetit të sustës. Kjo marrëdhënie u vu re për herë të parë nga Robert Hooke (1635 – 1703) në vitin 1678, dhe për këtë arsye njihej si ligji i Hooke-ut.
Nëse forca e aplikuar në sustë tejkalon limitin e elasticitetit të sustës, pasi forca hiqet, gjatësia e sustës nuk kthehet në gjatësinë e saj origjinale. Ligji i Hukut zbatohet vetëm për limitin e elasticitetit. Limiti i elasticitetit të sustës është forca maksimale që mund t'i jepet sustës përpara se susta të ndryshojë formë përgjithmonë, dhe gjatësia e sustës nuk mund të kthehet në gjatësinë e saj origjinale. Nëse forca vazhdon të rritet, susta dëmtohet.
2. Ligji i Hooke-ut për jo-suster
Ligji i Hukut zbatohet edhe për të gjitha trupat e ngurtë. Nëse në një trup të ngurtë ushtrohet forcë e jashtme, atëherë trupi pëson një ndryshim në formë. Ne diskutojmë ndryshimet në formën e këtyre trupave të ngurtë duke përdorur konceptin e stresit dhe deformimit. Stresi përcakton fuqinë e forcave që shkakton ndryshimin e formës së objektit. Deformimi përcakton ndryshimet në formën e objekteve për shkak të stresit. U zbulua se për stres dhe deformim minimal, stresi është proporcional me deformimin. Raporti i stresit dhe deformimit është konstant, ku kjo konstante krahasuese quhet moduli i elasticitetit.
Stresi / Deformimi = moduli i elasticitetit
Kjo marrëdhënie quhet edhe ligji i Hukut, me kushte që stresi është proporcional me sforcimin dhe raporti midis stresit dhe sforcimit është konstant. Nëse forca që vepron mbi një objekt tejkalon elasticitetin e objekteve, ligji i Hukut nuk zbatohet. Ligji i Hukut zbatohet vetëm për kufijtë e elasticitetit të objektit.
Ekzistojnë tre lloje të modulit të elasticitetit, moduli i Young-ut, moduli i prerjes dhe moduli i masës.
2.1 Moduli i Young-ut
Kur të dy skajet e kabllit, telit ose litarit tërhiqen nga forca me të njëjtën madhësi dhe drejtim të kundërt, kablli, teli ose litari është në gjendje tensioni. Shembuj në jetën e përditshme që lidhen me këtë përfshijnë litarin që mban ngjitësit e shkëmbinjve, telin që mban ashensorë, tela ose linja bagazhesh ose kontejnerë në sistemet e ngarkimit dhe shkarkimit në anije, etj. Kabllot, telat ose litarët e tensionit përjetojnë tendosje në tërheqje për shkak të presionit në tërheqje. Ne e përcaktojmë presionin në tërheqje si një raport të rezistencës në tërheqje (F) me sipërfaqen e prerjes tërthore të një objekti (A). Ndërsa, tendosja në tërheqje përcaktohet si raporti i rritjes së gjatësisë (Δl) me gjatësinë fillestare të objektit (lo). Moduli i Young-ut është raporti i presionit në tërheqje me tendosjen në tërheqje.
Presioni në tërheqje / tendosja në tërheqje = Moduli i Jungut
F/A : Δl/lo = Y
Nëse presioni në tërheqje është i vogël, gjatësia e objektit do të kthehet në normale pasi forca të hiqet. Nëse presioni në tërheqje tejkalon elasticitetin e objektit, gjatësia e objektit nuk kthehet në normale pasi forca të hiqet. Nëse presioni në tërheqje vazhdon të rritet, objekti do të thyhet.
2.2 Moduli i prerjes
Vendosni një libër të trashë mbi sipërfaqen e tavolinës. Vendosni dorën mbi sipërfaqen e librit dhe shtyjeni sipërfaqen e librit përpara. Shtytja juaj vepron në sipërfaqen e sipërme të librit dhe drejtimin e saj përpara, paralel me sipërfaqen e librit. Sipërfaqja e poshtme e librit mbahet në qetësi nga fërkimi statik në drejtim të kundërt me shtytjen. Në fillim, forma e librit ishte katrore ose drejtkëndëshe, pasi u shty, forma e librit u shndërrua në një paralelogram. Ndryshimet në formën e librit janë një shembull i shfaqjes së sforcimit të prerjes për shkak të pranisë së presionit të prerjes.
Presioni i prerjes përcaktohet si raporti i forcës (F) me sipërfaqen (A) që zhvendoset. Deformimi i prerjes përcaktohet si raporti i Δx me lartësinë e objektit (h). Raporti i presionit të prerjes me deformimin e prerjes quhet modul i prerjes.
Presioni i prerjes/deformimi i prerjes = Moduli i prerjes
F/A: Δx/h = Moduli i prerjes
2.3 Moduli i masës
Në një film dokumentar për Luftën e Dytë Botërore, ka skena lufte në det ku përdoren nëndetëset. Meqenëse duan të fshihen nga nëndetëset armike, nëndetësja detare e një kombi zhytet më thellë dhe arrin pothuajse në fund të detit. Çuditërisht, muri i nëndetëses u ça në mënyrë që uji i detit të hynte në brendësi të nëndetëses. Muri i nëndetëses u ça për shkak të presionit që uji i detit vepronte në sipërfaqen e nëndetëses. Presioni i ujit të detit është proporcional me thellësinë e ujit të detit. Sa më e thellë të jetë zhytja, aq më i madh është presioni i ujit të detit që ajo përjeton. Nëse ndërtimi i murit të nëndetëses nuk është i fortë, muri i nëndetëses do të çahet.
Historia e një nëndetëseje që u ça për shkak të presionit të ujit të detit në të gjithë sipërfaqen e saj është një shembull i një objekti që përjeton një tendosje vëllimore për shkak të presionit të vëllimit. Presioni vëllimor përcaktohet si raporti i forcës totale (F) që vepron në të gjithë sipërfaqen e objektit me sipërfaqen (A) të objektit. Tendosja vëllimore përcaktohet si një raport i reduktimit të vëllimit (-ΔV) me vëllimin fillestar (Vo) të një objekti. Raporti i presionit të vëllimit me tendosjen vëllimore quhet modul elastik.
Presioni vëllimor / tendosja vëllimore = moduli i masës
– ΔF/A : ΔV/V o = moduli i elasticitetit
Objektet e ngurta dhe të lëngshme kanë modulin e masës, por vetëm objektet e ngurta kanë modulin e Jungut dhe modulin e prerjes.
