Kuvvet ile şekil değişikliği arasındaki ilişki nasıldır? Hooke yasası nedir, nasıl hesaplanır, formülü ve özellikleri hakkında bilgi.
Hooke Kanunu
Hooke Kanunu; Kuvvetin cisimler üzerinde şekil değişikliği yarattığını biliyoruz. Bu değişiklik kalıcı ya da geçici olabilir. Bir cam bardağın düşüp kırılması kalıcı bir şekil değişikliğidir. Oysa bir çelik yay çekilince uzar, bırakınca ilk durumuna döner. Bu da geçici şekil değişikliğidir.
İkinci örnekte olduğu gibi, kuvvet uygulanınca şekli değişen, kuvvet kaldırıldığında önceki durumuna dönebilen cisimlere esnek cisimler denir. Bu. tür cisimlerdeki şekil değişikliği ile kuvvet arasında belirli bir ilişki vardır.Kalıcı şekil değişiklikleri ile kuvvet arasındaki ilişkiyi bir kurala bağlamak olası değildir.
Esnek cisimlerin esneklik özeliği sınırsız değildir. Bir çelik tel, çekilince uzar. Kuvvet artırılınca uzama da artar. Fakat kuvvet sürekli artırılınca tel kopar. Bu andan itibaren esneklik sınırı aşılmıştır denir.
Esneklik sınırı aşılmamak koşulu ile esnek bir cismin şeklindeki değişikliğin miktarı, bu değişikliği yaratan kuvvetle doğru orantılıdır. Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi sarmal çelik yayın ucuna asılan ağırlık (yerçekimi kuvveti) arttıkça yayın boyundaki uzama (boyu değil) da aynı oranda artar.
Bir F kuvveti uygulandığında yayın boyu x kadar uzarsa (boy, l den l + x’e çıkarsa)
- F = kx
bağıntısı elde edilir. Buradaki k sabiti yayın sert ya da gevşek oluşuna bağlı bir niceliktir ve adına yayın kuvvet sabiti denir.Birimi dyne/cm ya da Newton/m dir. Aynı kalınlıktaki çelik telden yapılmış ve sarım çapları aynı olan iki yaydan boyu uzun olanın kuvvet sabiti daha küçüktür. Aynı kalınlıktaki telden yapılmış ve aynı boydaki iki yaydan sarım çapı büyük olanın kuvvet sabiti küçük olur. Kalın telden yapılmış yayların kuvvet sabiti büyük, ince telden yapılmış yayların kuvvet sabiti ise küçük olur.
Yaylı terazi ya da el kantarı denilen araç ile diğer kuvvet ölçen araçlar, sarmal yayın bu özelliğinden yararlanılarak yapılmıştır.
