形變和胡克定律

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形變和胡克定律之间的区别

形變 vs. 胡克定律

在機械工程學裏，形變定義為由於外力作用而造成的形狀改變，這外力可能是拉力、推力、剪力、彎力或扭力等。形變時常是用應變來描述。 如右圖可見，壓縮負載造成了圓筒的形變，原本的形狀（虛線）已經改變（形變），圓筒的側面凸出。圓筒雖然沒有裂開或敗壞，但其強度並不足以在負載下保持形狀不變，因此側面凸漲出來。 形變可能是暫時性的，就像放鬆的彈簧會回到原來的長度；形變也可能是永久性的，當物體不可逆地彎曲時便為永久形變。若过了一定的限度则不能恢复原状，这样的形变叫做塑性形变，此限度称作弹性限度。. --定律/--定律(Hooke's law)，是力学弹性理论中的一条基本定律，內容：固体材料受力後，应力與应变(單位變形量)成線性關係，满足此定律的材料：线弹性/胡克型(Hookean) 从物理的角度看，胡克定律源于多数固体(或孤立分子)内部的原子在无外载作用下处于稳定平衡的状态。 许多实际材料，如一根长度为L、横截面积A的棱柱形棒，在力学上都可以用胡克定律来模拟——其單位伸长（或縮減）量\varepsilon （应变）在常系数E（称为弹性模量）下，与拉（或壓）应力 σ 成正比例，即： 或 \Delta L：總伸長（縮減）量。胡克定律用17世纪英国物理学家罗伯特·胡克的名字命名。胡克提出该定律的过程颇有趣味，他于1676年发表了一句拉丁语字谜，谜面是：ceiiinosssttuv。两年后他公布了谜底是：ut tensio sic vis，意思是“力如伸长（那样变化）”（见参考文献1），这正是胡克定律的中心内容。 胡克定律仅适用于特定加载条件下的部分材料。钢材在多数工程应用中都可视为线弹性材料，在其弹性范围内（即应力低于屈服强度时）胡克定律都适用。另外一些材料（如铝材）则只在弹性范围内的一部分区域行为符合胡克定律。对于这些材料需要定义一个应力线性极限，在应力低于该极限时线性描述带来的误差可以忽略不计。 还有一些材料在任何情况下都不满足胡克定律（如橡胶），这种材料称为“非胡克型”（neo-hookean）材料。橡胶的刚度不仅和应力水平相关，还对温度和加载速率十分敏感。 胡克定律在磅秤制造、应力分析和材料模拟等方面有广泛的应用。.

力

在物理學中，力是任何導致自由物體歷經速度、方向或外型的變化的影響。力也可以藉由直覺的概念來描述，例如推力或拉力，這可以導致一個有質量的物體改變速度（包括從靜止狀態開始運動）或改变其方向。一個力包括大小和方向，這使力是一個向量。牛頓第二定律，\mathbf.

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弹簧

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。一般用弹簧钢制成。利用它的弹性可以控制机件的运动、缓和冲击或震动、储蓄能量、测量力的大小等。广泛用于机器、仪表中。 弹簧的受力与变形符合虎克定律，即受力與形變量需成正比，见下式.

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钢

鋼或稱鋼鐵、鋼材，是一種由鐵與其他元素結合而成的合金，當中最普遍的是碳。碳約佔鋼材重量的0.2%至2.1%，視乎鋼材的等級。其他有時會用到的合金元素還包括錳、鉻、釩和鎢.

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橡膠

橡膠是一種有彈性的聚合物。橡膠可以從一些植物的樹汁中取得，也可以是人造的，兩者皆有相當多的應用及產品，例如輪胎、墊圈等，遂成為重要經濟作物。橡胶的种植主要集中在东南亚地区，如泰国、马来西亚、印度尼西亚。 橡膠傳入英國後，人們發現這種物料能很有效地擦去鉛筆留下的痕跡，于是发明了橡皮擦。橡膠英文名rubber是由1770年時英國普利斯特里因發現此物質能擦去（rub off）鉛筆筆跡。 按照制成方式的不同，橡胶可以分为合成橡胶和天然橡胶两类。.

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