フックの法則を適用するデメリット|物理

フックの法則は、小さな変形に対する応力と歪みを関連付けます。フックの法則は普遍的な原則ではないため、いくつかの問題でフックの法則を使用することにはいくつかの欠点があります。

フックの法則には、ばね秤、テン輪、圧力計など、いくつかの用途があります。また、分子力学、地震学、音響学の基本原理とも考えられています。

これらのアプリケーションとは別に、物理学でフックの法則を使用することにはいくつかの欠点があります。この記事では、フックの法則を適用することの欠点を説明し、フックの法則のすべての基本概念を簡単に理解できるようにします。

フックの法則とは

フックの法則を適用することの欠点に移る前に、フックの法則の定義をブラッシュアップしましょう。材料に何らかの力を加えると、加えられた力に応じて材料が膨張または圧縮されます。

材料が示す膨張または収縮を定義する 2 つの特性、応力と歪みがあります。ひずみは、材料に力を加えた後に材料が示す圧縮または伸張の量として定義できます。

材料が異なればストレスに対する反応も異なり、英国の科学者であるロバート・フックはこれに気づきました。彼は、応力とひずみの関係を調べたところ、いくつかの材料が同様の特性を示すことを発見しました。フックは、ばねを実際の距離だけ圧縮または伸ばすのに必要な力は、距離に正比例することを示唆しました。

それに加えて、フックの法則を変位の伸びに関する線形関係としてさらに定義できます。フックの法則の概念を理解したところで、同じ公式を見てみましょう。

フックは、弾性体の張力と伸びは互いに比例すると述べています。フックの法則の実験は、変形度が小さい材料の挙動を効果的に理解します。

これは、コイルスプリングに重りを吊るすことで実証できます。スプリングの長さの変化は、スプリングに吊るされた重りの重力 F に比例します。

数学的には、

と表現できます。

F=-Kx

どこで、

F は適用される力の量を表します

x は、ばねの長さの変化またはばねの長さの変位を表します

K は力定数またはばね定数を指します

フックの法則には、いくつかのアプリケーションを除いて、いくつかのシナリオでの使用を制限するさまざまな欠点もあります。これで、フックの法則の理論的概念に慣れてきました。フックの法則を適用することのデメリットを詳しく理解しましょう。

一般に、フックの法則には 4 つの欠点があります。これら 4 つの欠点は次のとおりです。

<オール>

フックの法則は、材料の弾性限界を超えても適用できます。

変形力が小さいため、フックの法則は固体にしか適用できません。

それは普遍的な法律ではありません。

フックの法則は、ストレッチ機能が最大になるまで、素材にのみ適用されます。

これらは、フックの法則に関連する主な欠点でした。ただし、フックの法則は応用物理学の重要な側面ですが、その非普遍的な性質によりその応用が制限されます。フックの法則は、変形が最小限の固体粒子に対して一般的に正確な情報を提供します。法律は、材料の弾性限界を超えると無意味になります.

これらとは別に、フックの法則の重要性には、その保守的な性質、厳格さ、極端な複雑さなどの欠点があります。

ただし、フックの法則の重要性を適用することの欠点については、フックの法則の制限として分類できるため、言うのは難しいでしょう。

フックの法則のステートメントと式の概要で、フックの法則の重要性を適用することの欠点を完全に理解したと思います。

フックの法則は物理学の重要な概念であり、外力が加えられたときの材料の応力と歪みという用語を扱います。イギリスの科学者で物理学者のロバート・フックがこの法則を発見しました。材料が伸びるために必要な力は、その程度に比例すると述べています。

しかし、フックの法則の適用には、応用物理学やさまざまな日常使用製品への大規模な適用に関係なく、特定の制限と欠点がありました。この記事は、フックの法則の重要性を適用することの欠点に関する疑問を解決することを目的としています。