胡克定律

在弹性限度内，物体的形变跟引起形变的外力成正比，这个定律叫做弹性定律，因它是英国科学家胡克发现的，故又称“胡克定律”。其具体表述为：“弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力[F]和弹簧的伸长量（或压缩量）[x]成正比，即[F=-k·x] 。[k]是物质的弹性系数，由材料的性质所决定。负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反。”

古代，人们从建筑等各种劳动中获得了大量有关材料强度方面的知识，并做了许多这方面的实验。意大利著名科学家达·芬奇曾经用铁丝吊起一只篮子，然后慢慢向篮中加入沙子，当铁丝断裂的时候，记下沙子的重量；伽利略也做过类似的实验，还测量过悬臂梁加上重物以后的弯曲程度。不过，第一个发现弹性力定律的，是英国物理学家胡克（1635-1703年）。

胡克研制天文仪器时，接触到了弹簧。为了研究弹簧的性能，胡克做了许多实验。比如他把弹簧的一端悬挂起来，在另一端加重量，观察弹簧长度的变化。他把多次实验的数据列在一起，发现弹簧上所加重量的大小与弹簧的伸长量成正比。这一发现使胡克十分兴奋。不过，要想验证弹簧的这种性质是不是对所有的弹性体都适用，必须用更多的实验来证实。

胡克把表的游丝固定在黄铜的轮子上，加上外力使轮子转动，游丝便会相应地变化。改变外力的大小，游丝收缩或放松的程度也会改变。实验结果表明，外力与游丝收缩或放松的程度成正比。他又用6～12米长的金属线实验，发现金属线上受到的外力也是与金属线的伸长量成正比的。

金属物质有这种性质，那么其他物质有没有呢？胡克找来一根干燥的木杆，将木杆水平放置，一端固定，另一端挂上重物，结果也是一样，所加重量的大小与木杆弯曲的程度也成正比。他还用毛发、玻璃、土块等做了相同的实验，并得出：“任何有弹性的物体，弹力都与它伸长的距离成正比。”1678年，胡克写了一篇题为《弹簧》的论文，向人们介绍了对弹性物体实验的结果。他的这一发现为材料力学和弹性力学的发展奠定了基础。后人为纪念胡克的开创性工作和所取得的成果，便把这个定律叫做“胡克定律”。

实际上，早于胡克的1500多年前，我国东汉的郑玄（127-200年）在《考工记·马人》一文的注解中就曾写到：“假设弓力胜三石，引之中三尺，驰其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺。”正确地揭示了力与形变成正比的关系。因此，有物理学家认为胡克定律应称为“郑玄-胡克定律。”

胡克定律是物理学中的重要定律，也是力学的基本定律之一，在磅秤制造、应力分析和材料模拟等方面有着广泛的应用。

推荐访问:定律