امثلة فعالة على قانون هوك

كثرة علماء الفيزياء لا تعني سهولتها و انما تعني وجود عقول قادرة على خلق انماط جديدة من قوانين الفيزياء العامة و المرتبطة بشكل كبير بحياتنا اليومية ، من هؤلاء العلماء نجد

روبرت هوك

صاحب قانون هوك الشهير و الذي مكنه من حل العديد من المسائل الفيزيائة بين قوة المؤثر و مقدار الاستطالة في النابض ، و قد تمكن هذا العالم ايضا ان يبرع في مجالات اخرى كالاحياء و علوم البصريات و علوم الجراحة و غيرها الكثير .

نص قانون هوك :


ينص قانون هوك على : ” عملية استطالة طول النابض تتناسب طرديا مع القوة المؤثرة عليه ” و هذا يعني انه كلما زدات القوة يزداد الامتداد بصورة طردية، و يشار الى هذا القانون باختصار ” F=KX ” حيث F هي مقدار القوة المؤثرة على الجسم او النابض و التي تؤدي الى استطالته ، بينما K فهي هو مقدار ثبات المادة و يقاس بالنيوتن – متر اما X فهي الفرق بين طول المادة قبل التأثر بالقوة الخارجية و طولها بعد التأثر بهذه القوة .

طريقة حل مسأئل قانون هوك :


لكي تتمكن من حل اي مسائل في

عالم الفيزياء

لابد ان تستحضر القانون و تأتي بالمعطيات حتى تصل الى النتيجة ، و في حالة قانون هوك فالمطلوب غالبا هو مقدار القوة F ولنحصل عليها لابد من ضرب K مقدار الثبات في X الفرق بين طول المادة لتحصل على الناتج ، او قد يطلب احد المتغيرات الاخرى لذلك لابد ان يكون لديك متغيرين لتحصل على الثالث .

امثلة بسيطة على قانون هوك :

– ما هي مقدار القوة المؤثرة على مادة اذا كان مقدار التغير في الطول هو 4 سم و مقدار الثبات هو 625 نيوتن متر ؟ ، هنا المطلوب هو الحصول على قيمة F .

القيمة الاولى هي X و يتم 4 سم / 1000 = 0.04 مم .

القيمة الثانية الثبات K = 625 نيوتن نتر .

القيمة الثالثة المطلوبة هي F=KX ، و هذا يعني بأن مقدار القوة F = 625X0.04 = 25N .

– نابض رأسي ثابت بشدة 250 نيوتن متر و طوله 40 سم و قد اثرت عليه قوة 25 نيوتن فما هو مقدار الاستطالة التي حدثت ؟ :

المتوفر في هذه المسألة هو مقدار الثبات K= 250 N .

متوفر ايضا مقدار القوة F=20N .

و المطلوب هو مقدار الاستطالة X ، و اذا كان القانون يقول F=KX فان طلب قيمة X يعني بان يصبح القانون X=F/K و بذلك تصبح X=20/350 ليكون الناتج في النهاية X=0.057 ملم .

– نابض رأسي طوله 40 سم علق به وزنا مقداره 2 نيوتن لمسافة 10 سم ، فما هي قيمة الثبات ؟ .

متوفر لدينا القوة F=2 نيوتن .

متوفر لدينا X=0.1 مم .

المطلوب هو K قوة الثبات و اذا كان القانون يقول F=KX فالطبيعي عندما نطلب K ان يصبح القانون هكذا K=F/X و هذا يعني بأن K=2/0.1 و تكون النتيجة في النهاية K= 20N .