胡克定律(Hooke's Law)是 描述材料在弹性范围内应力与应变之间的线性关系的基本定律。该定律由17世纪英国科学家罗伯特·胡克(Robert Hooke)提出,因此得名。
胡克定律的内容可以表述为:在材料的弹性限度内,应力与应变成正比,即应变量与应力成正比,并且比值为常数,这个常数称为材料的弹性模量或劲度系数(k).数学表达式为:
\[ F = -k \Delta x \]
其中:
\( F \) 是作用在物体上的应力(单位:牛顿,N)
\( \Delta x \) 是物体的应变(单位:米,m)
\( k \) 是材料的弹性模量或劲度系数(单位:牛顿/米,N/m)
负号表示应力和应变的方向相反,即当物体受到拉伸力时,应变的方向与拉伸力的方向相同。
胡克定律适用于所有固体材料在弹性范围内的变形,即材料在外力作用下能够恢复原状的情况。这一定律是现代物理学和力学中的基础理论之一,广泛应用于各种弹性元件和结构的设计与分析中.