虎克定律

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"虎克定律"。 大英百科全書。 2011年。 大英線上繁體中文版。
2011年1月7日<http://daying.wordpedia.com/content.aspx?id=034826>.
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虎克定律。 (2011)。 大英百科全書。 2011年1月7日取自大英線上繁體中文版。
<http://daying.wordpedia.com/content.aspx?id=034826>.

亦譯胡克定律。

英國科學家虎克於1660年所發現的彈性定律。它說明在物體形變較小時，形變的大小與引起形變的力或負載成正比。這時去掉負載，物體就會恢復原有形狀與大小。固體的彈性性狀按照虎克定律可以用下列事實來解釋︰組成固體的分子、原子或離子，對正常位置的微小位移也與引起位移的力成正比。引起形變的力可以通過拉伸、壓縮、擠壓、彎折或扭曲加到固體上。例如，每當拉伸金屬絲的力增加1倍時，絲的微小伸長也加大1倍，所以按照虎克定律，金屬絲也顯示出彈性性狀。虎克定律在數學上的表述為︰施加的力F等於常數k乘以位移或長度的變化x, 即F=kx. k值不僅與所考慮的彈性材料的種類有關，還與材料的大小和形狀有關。
當加上的力比較大時，彈性材料的形變常常大於依據虎克定律所預期的值，儘管材料仍為彈性的，並且在去掉外力之後仍恢復原有大小與形狀。虎克定律只在力與位移成正比的範圍內描述材料的彈性。有時，虎克定律也可寫成F=-kx,式中F不表示所施加的力，而表示與外力相等但方向相反的回復力，它使彈性材料恢復原有大小。虎克定律還可用應力與應變表述。應力是材料內部由外力作用而產生的單位面積上的力，應變則是由應力產生的相對形變。應力較小時，與應變成正比。虎克定律的特殊表述，參閱體積彈性模量(bulk modulus)、切變模量(shear modulus)、楊氏模量(Young's modulus)各條。