在本文中，您将了解胡克定律的组成、其公式是什么以及逐步解决胡克定律的几个练习。
什么是胡克定律？
胡克定律，也称为胡克弹性定律，是一种将施加到弹簧的力与其伸长率联系起来的物理定律。更具体地说，胡克定律指出弹簧的伸长与所施加的力的大小成正比。
胡克定律是由英国物理学家罗伯特·胡克发现的。有趣的是，出于担心别人会先公布他的发现，胡克首先于 1676 年以字谜形式公布了该定律，然后于 1678 年正式公布了该定律。
胡克定律有很多应用，在工程、建筑和材料研究中，胡克定律得到广泛应用。例如，测功机的操作基于胡克定律。
胡克定律公式
胡克定律指出，施加到弹簧上的力与其伸长率成正比。
因此，胡克定律的公式表明，施加到弹簧上的力等于弹簧的弹性常数与其伸长率的乘积。
金子：
-
是施加到弹簧上的力，以牛顿表示。
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为弹簧的弹性常数，单位为N/m。
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是弹簧受力时的伸长量，以米为单位。
请记住，胡克定律仅在弹簧的弹性区域有效，这意味着当力停止时，弹簧会恢复到其原始形状。
当对弹簧施加外力时，它会产生大小相同、方向相同但方向相反的反作用力（作用-反作用原理）。因此，弹簧将始终施加力以试图返回到其平衡位置。
另一方面，通过对弹簧施加力，势能被储存。因此，弹性势能的计算公式为：
胡克定律的例子
现在我们知道了胡克定律的定义，下面是这个物理定律的具体例子，以充分理解这个概念。
- 对弹簧施加 30 N 的力，弹簧伸长 0.15 m。这个弹簧的弹性常数是多少？
在这种情况下，这是一个胡克定律问题，因为我们正在研究弹簧的伸长率，因此我们必须使用上面的公式：
我们现在从公式中消除弹簧弹性常数：
最后，我们将问题数据代入公式进行计算：
解决了胡克定律的问题
练习1
一个质量为 8 公斤的物体悬挂在垂直弹簧上。如果弹簧的弹性常数为 350 N/m，弹簧会伸长多少？ (g=10m/ s2 )
首先，我们必须计算质量施加在弹簧上的重量的力。为此，只需将质量乘以重力即可：
一旦我们知道了施加在弹簧上的力，我们就可以使用胡克定律的公式。
我们从公式中删除扩展名：
最后，我们将这些值代入公式并计算弹簧的伸长率：
练习2
当对弹簧施加 50 N 的力时，弹簧会伸长 12 厘米。如果对弹簧施加 78 N 的力，弹簧会伸长多少？
为了计算弹簧的伸长率，我们必须首先确定其弹性常数。因此，我们将弹簧常数从胡克定律中分离出来并计算其值：
![F=k\cdot \Delta x \quad \longrightarrow \quad k=\cfrac{F}{\Delta x}=\cfrac{50}{0.12} =416.67 \ \cfrac{N} {m}[ /latex] Maintenant que nous connaissons la valeur de la constante d'élasticité, nous pouvons calculer l'allongement du ressort en utilisant la loi de Hooke : [latex]F=k\cdot \Delta x \quad \longrightarrow \quad \Delta x=\cfrac{F}{k}=\cfrac{78}{416.67} =0,19 \ m = 19 \ cm](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-c0583a84bd59386c9674aaa94aa7d6ba_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
练习3
我们将一个质量为 m=7 kg 的球放置在水平位置的弹簧旁边，其弹性常数为 560 N/m。如果我们推动球并将弹簧压缩 8 厘米，那么弹簧就会推动球并返回到其原始位置。球以多大的加速度离开弹簧？在整个练习过程中忽略摩擦。
首先，我们必须计算推动球和压缩弹簧所施加的力。为此，我们应用胡克定律中的公式：
为了很好地理解这一部分，你需要明确胡克定律的概念。当一个力作用在弹簧上时，它也会产生一个大小和方向相同但方向相反的反作用力。因此，弹簧施加在球上的力与上面计算的力具有相同的大小：
最后，为了确定球的加速度，我们必须应用牛顿第二定律：
因此，我们从公式中求解加速度，并代入数据以求出球的加速度值：
[乳胶] a_{球}=\cfrac{F_{弹簧\到球}}{m_{球}}=\cfrac{44.8}{7}=6.4 \ \cfrac{m}{s^2 }[/latex ]