Kami menjelaskan apa itu hukum Hooke, rumusnya, dan aplikasinya dalam bidang teknik dan arsitektur. Juga, bagaimana elastisitas dihitung.
Apa itu Hukum Hooke?
Hukum Elastisitas Hooke, atau hanya Hukum Hooke, adalah prinsip fisika seputar perilaku elastis dari padat. Itu dirumuskan pada tahun 1660 oleh ilmuwan Inggris Robert Hooke, sezaman dengan Isaac Newton yang terkenal.
Ajaran teoretis dari hukum ini adalah bahwa pemindahan atau deformasi yang dialami oleh suatu benda yang mengalami memaksa, akan berbanding lurus dengan gaya deformasi atau beban. Artinya, semakin besar gaya, semakin besar deformasi atau perpindahan, atau seperti yang dirumuskan Hooke sendiri dalam bahasa Latin: Ut tensio sic vis ("Suka ekstensi, jadi gaya").
Hukum Hooke sangat penting dalam berbagai bidang, seperti: fisik dan studi tentang pegas elastis (peragaannya yang paling sering). Ini adalah konsep dasar untuk teknik dan arsitektur, konstruksi dan desain, karena memungkinkan untuk meramalkan cara di mana kekuatan yang berkepanjangan atau a berat akan mengubah dimensi objek di cuaca.
Hukum ini dikatakan telah diterbitkan oleh Hooke dalam bentuk anagram misterius (ceiiinosssttuv), dari mana pernyataan Latin tentang hukumnya dapat direkonstruksi, karena dia takut seseorang mungkin secara ilegal mengambil alih penemuannya. Namun, beberapa tahun kemudian, dia mengumumkan temuannya.
Rumus Hukum Hooke untuk Pegas
Rumus yang paling umum untuk hukum Hooke adalah sebagai berikut:
F = -k. L
Di mana:
- F adalah gaya deformasi
- L adalah variasi yang panjang pegas, baik kompresi atau ekstensi.
- k adalah konstanta proporsionalitas dibaptis sebagai konstanta musim semi, umumnya dinyatakan dalam Newton di atas meter (N / m).
Untuk menghitung L, yaitu deformasi benda, perlu diketahui panjang awal (L0) dan panjang akhir (Lf).
Lihat juga:Elastisitas dalam fisika
Aplikasi hukum Hooke
Hukum Hooke sangat berguna dalam semua bidang di mana pengetahuan penuh dengan kapasitas elastis bahan. Rekayasa, Arsitektur dan konstruksi adalah disiplin ilmu di mana ia paling sering digunakan.
Sebagai contoh, hukum ini memungkinkan kita untuk memprediksi pengaruh berat mobil terhadap jembatan dan bahan dari mana jembatan itu dibuat (seperti logam). Ini juga memungkinkan penghitungan perilaku bellow atau satu set pegas, dalam mesin atau perangkat industri tertentu.
Penerapan hukum Hooke yang paling terkenal adalah pengembangan dinamometer: perangkat yang terdiri dari pegas dan skala yang memungkinkan gaya diukur secara skalar.
Hukum Hooke dan Elastisitas
Penerapan hukum Hooke untuk menghitung elastisitas bervariasi apakah itu pegas, atau padat elastis.
Untuk menghitung elastisitas pegas, "persamaan pegas" diterapkan, yang merupakan cara paling umum untuk mengajukan rumus hukum Hooke (sama dengan yang kami tawarkan di atas: F = -k. L).
Mengetahui konstanta pegas k dan massa benda yang dihubungkan dengan pegas, maka frekuensi sudut osilasi pegas (ω) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
= k / m
Di sisi lain, untuk menghitung elastisitas padatan elastis, hukum pegas harus digeneralisasi, karena distribusi tegangan dalam tubuh mereka jauh lebih rumit daripada bellow.
Untuk ini, persamaan Lamé-Hooke digunakan, yang memiliki rumus khusus untuk setiap padatan sesuai dengan bentuknya yang spesifik: satu dimensi, tiga dimensi isotropik atau tiga dimensi ortotropik. Tapi ini adalah mata pelajaran yang membutuhkan elaborasi yang jauh lebih kompleks dan teknis.