Ο νόμος του Χουκ περιγράφει πώς η δύναμη που απαιτείται για τη συμπίεση ενός ελατηρίου είναι ανάλογη με τη μετατόπιση της χορδής από την ισορροπία της (πρωτότυπο ή φυσικό) θέση. Ο ίδιος νόμος μπορεί επίσης να εφαρμοστεί στη δύναμη που απαιτείται για να τεντώσει ή να εκτείνει ένα ελατήριο από τη φυσική του θέση. Ο νόμος του Hooke είναι πολύ χρήσιμος για τους μηχανικούς λόγω της προγνωστικής του ικανότητας που επιτρέπει στους μηχανικούς να γνωρίζουν ακριβώς πώς θα συμπεριφέρονται τα ελαστικά υλικά ή τα ελατήρια κάτω από διαφορετικά φορτία.

Η συμπεριφορά των ελατηρίων χρησιμοποιείται συνήθως ως παράδειγμα για τη διδασκαλία και την κατανόηση του νόμου του Hooke, Ωστόσο, ο νόμος του Hooke ισχύει για οποιοδήποτε ελαστικό υλικό. Ελαστικό υλικό είναι ένα υλικό που παραμορφώνεται όταν υποβάλλεται σε φορτίο ή δύναμη αλλά στη συνέχεια επιστρέφει στο αρχικό του σχήμα όταν αφαιρεθεί το φορτίο. Συνηθισμένα παραδείγματα ελαστικών υλικών περιλαμβάνουν ελατήρια από καουτσούκ ή χάλυβα. Αυτά τα υλικά είναι χρήσιμα στη μηχανική καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παρέχουν ευελιξία, απόσβεση, απορρόφηση κραδασμών και απορρόφηση κραδασμών σε διάφορα πλαίσια.

Η σταθερά k ή η σταθερά της δύναμης του ελατηρίου είναι ένα μέτρο της δύναμης που απαιτείται για τη συμπίεση (ή να επεκταθεί) ένα ελατήριο κατά μονάδα μήκους. Για παράδειγμα, αν ένα ελατήριο έχει k σταθερά του 100 N/m στη συνέχεια για συμπίεση (ή να επεκταθεί) την άνοιξη 1 μετρητής 100 απαιτούνται newtons δύναμης.

Ο νόμος του Hooke ισχύει γενικά για ελαστικά υλικά που επανέρχονται στο αρχικό τους μέγεθος μετά από παραμόρφωση. Υλικά που δεν είναι ουσιαστικά ελαστικά, όπως εκείνα που παρουσιάζουν πλαστική παραμόρφωση μπορεί να υπακούουν στο νόμο του Hooke εντός ενός ορισμένου εύρους στρες και καταπόνηση.

Σε αυτόν τον τύπο του νόμου του Hooke αντιπροσωπεύονται τα ακόλουθα:

• φά είναι η δύναμη που εφαρμόζεται στο ελατήριο.
• κ είναι η ακαμψία του ελατηρίου (ή τη σταθερά της δύναμης του ελατηρίου).
• Χ είναι η μετατόπιση του ελατηρίου από την ισορροπία του (πρωτότυπο) θέση.

Όπως φαίνεται από την εξίσωση και το παραπάνω παράδειγμα, ο νόμος του Hooke περιγράφεται από μια γραμμική εξίσωση που καθιστά εύκολο να προβλεφθεί αυτό το αποτέλεσμα εφόσον το υλικό παραμένει εντός του ελαστικού του ορίου.

Ρόμπερτ Χουκ ήταν ένας Άγγλος επιστήμονας του 17ου αιώνα που μελέτησε τις θεμελιώδεις αρχές των ελατηρίων και της ελαστικότητας. Το βιβλίο του "Διαλέξεις για την Επανορθωτική Δύναμη" δημοσιευτηκε σε 1678 περιγράφει τις θεμελιώδεις ιδιότητες των ελαστικών υλικών και των ελατηρίων που παραμένουν ζωτικό μέρος της κατανόησής μας για τη φυσική.

Ο νόμος του Hooke μπορεί να αποδειχθεί με ένα απλό πείραμα που μετρά τη μετατόπιση ενός ελατηρίου όταν είναι κρεμασμένο κάθετα και υπόκειται σε ένα γνωστό βάρος. Μετρώντας τη μετατόπιση ενός ελατηρίου σε πολλαπλά γνωστά βάρη και σχεδιάζοντας αυτές τις σχέσεις σε ένα γράφημα, τότε θα πρέπει να καθοριστεί μια γραμμική σχέση και να εξαχθεί η σταθερά του ελατηρίου. Αν η γραμμή που προκύπτει είναι γραμμικής φύσεως (σχηματίζει μια ευθεία γραμμή) τότε επιβεβαιώνεται ο νόμος του Hooke και η κλίση (ή κλίση) του γραφήματος αντιπροσωπεύει τη σταθερά του ελατηρίου.

Το SkyCiv προσφέρει ένα ευρύ φάσμα λογισμικού ανάλυσης και σχεδιασμού Cloud Structural για μηχανικούς. Ως μια συνεχώς εξελισσόμενη εταιρεία τεχνολογίας, δεσμευόμαστε να καινοτομούμε και να προκαλούμε υπάρχουσες ροές εργασίας για να εξοικονομήσουμε χρόνο στους μηχανικούς στις διαδικασίες εργασίας και τα σχέδιά τους.