Prawo Hooke’a opisuje zależność między siłą działającą na ciało a jego odkształceniem w zakresie odkształceń sprężystych. Oznacza to, że po usunięciu siły element wraca do pierwotnego kształtu i wymiarów.
W przypadku rozciągania pręta prawo Hooke’a pozwala obliczyć jego wydłużenie.
Zależność dla pręta rozciąganego
Dla pręta o długości początkowej l, polu przekroju A, module Younga E i sile rozciągającej F wydłużenie oblicza się ze wzoru:
Δl = (F · l) / (E · A)
gdzie:
- Δl – wydłużenie pręta,
- F – siła rozciągająca,
- l – długość początkowa pręta,
- E – moduł Younga materiału,
- A – pole przekroju poprzecznego.
Sens fizyczny
Im większa siła lub długość pręta, tym większe wydłużenie. Im większe pole przekroju lub sztywność materiału, tym wydłużenie jest mniejsze.
Prawo Hooke’a obowiązuje tylko do granicy sprężystości materiału. Po jej przekroczeniu pojawiają się odkształcenia trwałe, a element może nie wrócić do pierwotnego kształtu.
Znaczenie w technice pojazdowej
W pojazdach prawo Hooke’a ma znaczenie przy analizie pracy elementów sprężystych i obciążonych, np. sprężyn zawieszenia, śrub, prętów, wahaczy czy elementów konstrukcyjnych nadwozia. Pozwala ocenić, czy dany element pracuje w bezpiecznym zakresie sprężystym.