Fyzika2. ročník SŠHookov zákon pre pružnú deformáciu ťahom

Hookov zákon pre pružnú deformáciu ťahom.

Predĺženie telesa v závislosti od pôsobiacej sily popisuje Hookov zákon (pomenovaný po anglickom fyzikovi, menom Robert Hooke). Ten hovorí o tom, že normálové napätie je priamo úmerné relatívnemu predĺženiu telesa.

σ=E·ε

Konštantou úmernosti E, je Youngov modul pružnosti v ťahu (pomenovaný po Thomasovi Youngovi). Modul pružnosti je materiálová konštanta, ktorej hodnota pre rozličné látky je rôzna. Jednotkou modulu pružnosti je pascal, aj keď väčšinou používame násobky pascalu, a to MPa, GPa, alebo TPa. Hookov zákon je platný len v určitých hodnotách normálového napätia, hovoríme, že platí len po medzu úmernosti.

Nižšie je tabuľka hodnôt Youngovho modulu pružnosti pre rôzne látky:

látkaYoungov modul pružnosti (GPa)
guma0,01 – 0,1
betón30
mosadz103 - 124
titán105 - 120
oceľ190 - 210
uhlíkové nanotrubice1000 a viac

Hodnota Youngovho modulu pružnosti hovorí o tom, pri akom normálovom napätí sa vzorka predĺži o 100%. Napríklad, ak by sme predĺžili 12 cm gumičku na 24 cm, pôsobiace normálové napätie by malo hodnotu od 0,01 do 0,1 GPa.

Ak využijeme definičné vzťahy pre veličiny normálové napätie a relatívne predĺženie:

σ=FS
ε=Δll0

tak môžeme Hookov zákon napísať aj nasledovne:

FS=EΔll0