ما هو قانون هوك في الفيزياء

ينصّ قانون هوك، أو قانون المرونة، على أنّ الكمية التي يتغير بها الجسم (الإجهاد) مرتبطة خطيًا بالقوة المسببة لهذا التغير (الشد).

بتعبير آخر، عندما تُطبق قوة على جسم مرن، فإنّه يتمدد أو ينضغط بمقدار يتناسب طرديًا مع القوة.

يمكن التعبير عن قانون هوك رياضيًا بالصيغة التالية:

F = -kx

حيث:

• F: هي القوة المؤثرة على الجسم (بوحدة نيوتن N).
• k: ثابت المرونة (بوحدة نيوتن لكل متر N/m).
• x: مقدار التغير في طول الجسم (بوحدة متر m).

معنى ثابت المرونة:

• ثابت المرونة (k) هو معيار صلابة الجسم.
• كلما زادت قيمة ثابت المرونة، زادت صلابة الجسم، وزادت صعوبة تمدده أو انضغاطه.
• على سبيل المثال، للصلب ثابت مرونة أعلى بكثير من المطاط، لذلك يصعب تمديد الصلب أكثر من المطاط.

تطبيقات قانون هوك:

• النوابض: تُستخدم النوابض في العديد من التطبيقات، مثل المقاييس و الساعات و الألعاب. تعتمد وظيفة النوابض على قانون هوك.
• الهياكل: تُستخدم الهياكل، مثل المباني و الجسور، في العديد من التطبيقات. تعتمد تصميم هذه الهياكل على قانون هوك لضمان قدرتها على تحمل الأحمال.
• الأجهزة الطبية: تُستخدم الأجهزة الطبية، مثل أجهزة التنفس الصناعي و الأجهزة اللوحية، في العديد من التطبيقات. تعتمد وظيفة هذه الأجهزة على قانون هوك.