• Thursday September 16,2021

Legge di Hooke

Spieghiamo qual è la legge di Hooke, la sua formula e le sue applicazioni in ingegneria e architettura. Inoltre, come viene calcolata l'elasticità.

Maggiore è il carico applicato a un oggetto, maggiore è la deformazione che subisce.
  1. Qual è la legge di Hooke?

La legge dell'elasticità di Hooke, o semplicemente la legge di Hooke, è il principio fisico attorno al comportamento elastico dei solidi . Fu formulato nel 1660 dallo scienziato britannico Robert Hooke, contemporaneo del famoso Isaac Newton.

Il precetto teorico di questa legge è che lo spostamento o la deformazione subita da un oggetto sottoposto a una forza sarà direttamente proporzionale alla forza deformante o al carico. Vale a dire che con maggiore forza, maggiore deformazione o spostamento, o come lo stesso Hooke ha formulato in latino: Ut tensed sic vis (come con l'estensione, quindi la forza ).

La legge di Hooke è estremamente importante in vari campi, come quello della fisica e dello studio delle molle elastiche (la sua dimostrazione più frequente). È un precetto fondamentale per l'ingegneria e l'architettura, la costruzione e la progettazione, poiché consente di anticipare il modo in cui una forza prolungata o un peso modificheranno le dimensioni degli oggetti nel tempo.

Si dice che questa legge sia stata pubblicata da Hooke sotto forma di un misterioso anagramma: ceiiinosssttuv, da cui è possibile ricostruire la frase in latino della sua legge, perché temeva che qualcuno potesse impossessarsi illegalmente di La tua scoperta Un paio d'anni dopo, tuttavia, rese pubbliche le sue scoperte.

Può servirti: proprietà generali della materia

  1. Formula della legge di Hooke

La formula di base della legge di Hooke è la seguente:

F = -kx

dove:

  • F è la forza deformante
  • x è la lunghezza della compressione o dell'allungamento
  • k è la costante di proporzionalità battezzata come costante di molla, solitamente espressa in Newton su metri (N / m).

Sono necessarie due misurazioni per il calcolo di x: la lunghezza iniziale (L 0 ) e la lunghezza finale (L f ), per il calcolo di L o la variazione della lunghezza, ovvero la deformazione. Quindi la legge può essere anche:

F = -k. L

  1. Hooke's Law Applications

La legge di Hooke consente di prevedere l'effetto del peso sui materiali da costruzione.

La legge di Hooke è estremamente utile in tutti quei campi in cui è richiesta la piena conoscenza della capacità elastica dei materiali. Ingegneria, architettura e costruzione sono le discipline in cui viene utilizzato più frequentemente.

Ad esempio, questa legge consente di prevedere l'effetto che il peso delle auto avrà su un ponte e sui materiali (come il metallo) da cui è realizzato. Inoltre, consente di calcolare il comportamento di un soffietto o di una serie di molle, all'interno di una macchina o dispositivo industriale specifico.

L'applicazione più nota della legge di Hooke è nello sviluppo di dinamometri : dispositivi che consentono la misurazione della forza scalare, costituita da una molla e una scala.

  1. Hooke Law and Elasticity

L'applicazione della legge di Hooke per il calcolo dell'elasticità varia a seconda che si tratti di molle o di solidi elastici.

Per calcolare l'elasticità della molla, viene applicata l '"equazione della molla", che è il modo più generale di formulare la formula della legge di Hooke (la stessa che abbiamo offerto sopra: F = -k.ΔL). La differenza è che k sarà la costante di elasticità della molla, a seconda della lunghezza della molla e della sua costituzione.

Tra le altre cose, ciò consente di calcolare la frequenza angolare dell'oscillazione della molla (ω), utilizzando la massa del carico che ne provoca l'allungamento (m). Per questo applicheremo la seguente formula:

ω = √ k / m

D'altra parte, per calcolare l'elasticità dei solidi elastici, la legge delle molle dovrebbe essere generalizzata, poiché la distribuzione della tensione nei loro corpi è molto più complicata di un soffietto.

Per fare questo, vengono utilizzate le equazioni di Lamé-Hooke, che hanno formule specifiche per ciascun solido in base alla sua forma specifica: unidimensionale, isotropico tridimensionale o ortotropo tridimensionale. Ma questi sono problemi che richiedono ancora un'elaborazione molto più complessa e tecnica.

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