Hookesches Gesetz beschreibt die Beziehung zwischen Dehnung und Zugkraft. Die Dehnung ist die Länge, die das Material bei einer Anwendung von Zugkraft zusätzlich aufweist. Die Zugkraft ist die Kraft, die notwendig ist, um das Material zu dehnen. Dieses Gesetz besagt, dass die Zugkraft proportional zur Dehnung ist. Wenn also die Dehnung doppelt so groß ist, ist auch die Zugkraft doppelt so groß.
Das Hookesche Gesetz kann auf jedes elastische Material angewendet werden, das unter Zugkräften steht. Dazu gehören Seile, Federn, Gummibänder und elastische Schläuche. Die Dehnung kann in Metern (m) oder Millimetern (mm) gemessen werden, während die Zugkraft in Newton (N) oder Kilonewton (kN) ausgedrückt wird.
Wenn also beispielsweise ein Seil mit einer Kraft von 5 Newton um 2 Meter dehnt, können wir diese Gleichung verwenden, um die Youngsmodulus zu berechnen:
E = F / ΔL
E ist der Youngsmodulus, F ist die Zugkraft und ΔL ist die Dehnung. In diesem Fall ist die Dehnung 2 Meter und die Zugkraft 5 Newton. Dies ergibt einen Youngsmodulus von 2,5 kN / m.
Als nächstes können wir die Gleichung verwenden, um die maximale Dehnung zu berechnen, die das Seil aushalten kann, bevor es reißt. Wir wissen, dass die maximale Zugkraft 10 Newton beträgt. Wir setzen also die Werte in die Gleichung ein und lösen nach ΔL:
ΔL = F / E
ΔL ist die maximale Dehnung, F ist die Zugkraft und E ist der Youngsmodulus. In diesem Fall ist die Zugkraft 10 Newton und der Youngsmodulus 2,5 kN / m. Dies ergibt eine maximale Dehnung von 4 Meter.
Hookesches Gesetz ist ein sehr nützliches Werkzeug, um die Dehnung und Zugkraft von elastischen Materialien zu berechnen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass dieses Gesetz nur für elastische Materialien gilt. Wenn ein Material seine ursprüngliche Form nicht wiederherstellen kann, nachdem es deformiert wurde, wird es als plastisch bezeichnet. In diesem Fall kann das Hookesche Gesetz nicht angewendet werden.
